211service.com
Apkures plug-in hibrīdi
Pēdējā laikā liela uzmanība ir pievērsta plug-in hibrīdu un elektrisko transportlīdzekļu potenciālam, lai ierobežotu naftas patēriņu. Taču joprojām ir liels šķērslis, kas jānovērš, pirms šādas automašīnas var kļūt par dominējošajiem transportlīdzekļiem uz ceļiem: autoražotājiem būs jāatrod efektīvs veids, kā nodrošināt tos ar siltumu un gaisa kondicionēšanu. Tas ir tāpēc, ka parastās apkures un dzesēšanas sistēmas šādos transportlīdzekļos vai nu nedarbojas, vai ir neefektīvas, ievērojami samazinot to diapazonu karstā un aukstā laikā.
Viens no vadošajiem kandidātiem alternatīvai sistēmai ir balstīts uz termoelektriķiem, pusvadītāju ierīcēm, kas var nodrošināt siltumu vai dzesēšanu atkarībā no elektriskās strāvas plūsmas virziena. Lielākie autoražotāji, piemēram, GM un Ford, tagad izstrādā sistēmas, kuru pamatā ir esošie termoelektriskie pusvadītāji, un eksperimentālie materiāli, kas izmanto nanotehnoloģiju, sola šādas sistēmas padarīt vēl pievilcīgākas.
Pirmie no elektrotīkla pievienojamie hibrīdi — automašīnas, kuras var uzlādēt, pievienojot tās elektrības rozetei, bet kurām ir mazi benzīna dzinēji, lai paplašinātu to diapazonu, tiks izmantoti elektriskie sildītāji. Kad 2010. gada beigās tās sāks rādīt no lielākajiem autoražotājiem, tās maksās tūkstošiem vairāk nekā parastās automašīnas, tāpēc autoražotāji meklē veidus, kā tos padarīt lētākus, lai paplašinātu savu pievilcību. Viens veids, kā to izdarīt, ir atrast efektīvākas apkures un dzesēšanas sistēmas, kas ļauj izmantot mazākus, lētākus akumulatorus. Līdz ar to 2012. gadā automašīnās varētu sākt parādīties termoelektriskās sistēmas.
Apkures sistēmas mūsdienu automašīnās balstās uz to, ka iekšdedzes dzinēji ir šausmīgi neefektīvi — apmēram divas trešdaļas enerģijas, kas tiek iegūta, sadedzinot benzīnu, neko nedara, lai automašīnu virzītu uz priekšu. Taču šī neefektivitāte rada milzīgu siltuma daudzumu. Daļu no šī siltuma izmanto pasažieru sildīšanai. Plug-in hibrīdi, kas galvenokārt vai pilnībā darbojas ar elektrību vietējai braukšanai, nerada tik daudz siltuma. Tātad siltums ir jāģenerē, izmantojot jaudu no akumulatora, iztukšojot tūkstošiem vatu, ko citādi varētu izmantot transportlīdzekļu piedziņai. Lai gan pieslēdzamie hibrīdi patērē ievērojami mazāk gāzes nekā parastie auto vieglos laikapstākļos, aukstā laikā ieguvums būs daudz mazāks, norāda Klejs Maranvils, uzņēmuma vecākais pētnieks. Ford Motor Company .
Līdzīga problēma attiecas uz gaisa kondicionētāju — karstā laikā samazināsies elektrotīkla hibrīdu klāsts vai nu tāpēc, ka benzīna dzinējam ir jāiedarbina parastais kompresors, vai arī tāpēc, ka elektriskais kompresors izlādēs akumulatoru.
Termoelektriķi ir pievilcīgi apkurei, jo tie ir efektīvāki nekā parastie elektriskie sildītāji, kas ģenerē siltumu, palaižot strāvu caur materiālu ar augstu elektrisko pretestību. Turklāt termoelektriķi ļauj pilnībā pārveidot dzesēšanas un apkures sistēmu. Lielākajā daļā mūsdienu transportlīdzekļu apkures un dzesēšanas sistēmas ir paredzētas visa pasažieru nodalījuma apsildīšanai. Termoelektriķi ir kompaktas ierīces, kuras var uzstādīt punktos visā automašīnā — galvas balstā, sēdeklī, pie cilvēka kājām utt. Tātad, tā vietā, lai apsildītu un atdzesētu visu salonu, tie var sildīt vai atdzesēt atsevišķus pasažierus.
Elektroenerģijas ietaupījums, ko šāda sistēma varētu nodrošināt no elektrotīkla uzlādējamam hibrīdautomobilim, varētu būt milzīgs. Ja parastajai elektriskās apkures un dzesēšanas sistēmai ir nepieciešami līdz 4500 vati, lai uzturētu vēlamo temperatūru automašīnā, termoelektriskā sistēma izmantotu 3000 vatus, ja automašīna ir pilna ar pasažieriem, vai mazāk par 700 vatiem, ja vadītājs ir viens. no Enerģētikas departamenta. Nākotnes termoelektrisko materiālu paaudzes, kas balstās uz nanotehnoloģiju, kas tagad tiek demonstrētas akadēmiskajās laboratorijās, varētu vēl vairāk uzlabot šos ietaupījumus. (Skatiet sadaļu Lēti, efektīvi termoelektriķi un izlietotā siltuma pārvēršana enerģijā.)
Gan Maranvila, gan Jihui Yang, personāla zinātnieks plkst GM , saka, ka termoelektriskie elementi, visticamāk, tiks iekļauti pakāpeniski, kad būs pieejami dažādi komponenti. Viens no pirmajiem veidiem, kā tas var palīdzēt, ir parastā gaisa kondicionētāja skaita samazināšana, lai padarītu to efektīvāku. Jangs saka, ka GM automašīnās tiek izmantoti lielizmēra gaisa kondicionieri, lai izpildītu prasību, ka tās atdzesē pasažieru salonu divās minūtēs pat ļoti karstās dienās. Labi novietoti termoelektriķi varētu likt pasažieriem justies vēsākam uzreiz, atdzesējot kaklu vai seju, savukārt neliels, parasts gaisa kondicionieris pakāpeniski pazemina temperatūru visur citur.
Kopumā autoražotāji ir noraizējušies, ka lielākā daļa patērētāju nevēlēsies samierināties ar neērtībām, lai vadītu efektīvākas automašīnas. Varētu palīdzēt termoelektriskā apkure un dzesēšana. Mūsu lielais izaicinājums pētniecībā ir padarīt tehnoloģiju pārskatāmu klientam, lai, iekāpjot transportlīdzeklī, nebūtu nozīmes tam, vai viņi atrodas parastā transportlīdzeklī vai progresīvu tehnoloģiju transportlīdzeklī, saka Maranvila.