sitemap Contact us

 

 

 

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΥΒΡΙΔΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΓΙΑ ΚΙΝΗΣΗ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

Ο πιο κοινός εναλλακτικός τύπος παροχής ισχύος στις οδικές μεταφορές, ο οποίος δε βασίζεται στη μηχανή εσωτερικής καύσης, είναι αυτός του ηλεκτρικού οχήματος με μπαταρίες. Τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε μέρη όπου ο θόρυβος ή η μόλυνση των μηχανών εσωτερικής καύσης εμποδίζουν την εφαρμογή τους. Τα κυριότερα μειονεκτήματα αυτών των οχημάτων έχουν να κάνουν με την περιορισμένη αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. Ειδικά, η χαμηλή χωρητικότητα, το υψηλό κόστος, ο μεγάλος χρόνος φόρτισης, το μικρό εύρος θερμοκρασιών λειτουργίας και η χαμηλή σταθερότητα σε κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης. Αυτοί είναι και οι κύριοι λόγοι που εμποδίζουν τη μαζική διείσδυσή τους στα επιβατηγά οχήματα. Πρέπει όμως να αναγνωριστεί ότι έχει πραγματοποιηθεί μεγάλη πρόοδος στη τεχνολογία των μπαταριών.

Απ’ την άλλη μεριά, ενώ χρησιμοποιείται ευρύτατα από τους καταναλωτές, αυτή η τεχνολογία απαιτεί περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη, ειδικά σε ότι αφορά τις οδικές μεταφορές. Επιπλέον, το κόστος της μπαταρίας και η ενεργειακή πυκνότητα είναι αρκετά μακριά από τις απαιτήσεις της αυτοκίνησης.

Επίσης, η επαναφόρτιση των μπαταριών μπορεί να αποτελέσει πρόβλημα εξαιτίας των υψηλών ηλεκτρικών ρευμάτων που απαιτούνται, ειδικά αν η ισχύς προέρχεται από το ηλεκτρικό δίκτυο. Η επιτόπου αποθήκευση του υδρογόνου, παρότι έχει κάποια μειονεκτήματα, όπως το υψηλό κόστος και η χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, συγκρινόμενη με ένα ντεπόζιτο ντήζελ ή βενζίνης, βρίσκεται πιο κοντά στην επιθυμητή απόδοση και στο κόστος της αυτοκίνησης. Έτσι, η αξιοποίηση του υδρογόνου και των κυψελίδων καυσίμου ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας έχει προσελκύσει τους ερευνητές εδώ και αρκετά χρόνια. Νέα ηλεκτρολυτικά υλικά για τις κυψελίδες καυσίμου τύπου ΡΕΜ έχουν προσφέρει τη δυνατότητα για πιο συμπαγή και ελαφριά συστήματα κυψελίδων καυσίμου. Έτσι, στις αρχές του 1990, αρκετές αυτοκινητοβιομηχανίες, ωθούμενες και από τις κοινωνικές συζητήσεις για προστασία του περιβάλλοντος, επένδυσαν σημαντικά κεφάλαια στην ανάπτυξη αυτοκινήτων με κυψελίδες καυσίμου, έχοντας ως στόχο να προχωρήσουν σε μαζική παραγωγή το 2005-2008.Αν και δεν μπορούν να συγκριθούν με τα κλασσικά οχήματα υψηλών αποδόσεων, η πυκνότητα ισχύος των κυψελίδων καυσίμου είναι ικανοποιητική για μια ευρύτερη ομάδα επιβατηγών οχημάτων. Εκτός της ίδιας της κυψελίδας καυσίμου, η αποθήκευση του υδρογόνου αποτελεί ένα άλλο μεγάλο ζήτημα.

Οι τεχνικές δυσκολίες που σχετίζονται με τη μεταφορά, αποθήκευση και χρήση καθαρού υδρογόνου σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος έχει μεταθέσει τις ημερομηνίες μαζικής παραγωγής τέτοιων αυτοκινήτων. Φυσικά, καθοριστικό ρόλο παίζει και η έλλειψη υποδομών παγκοσμίως για τη μεταφορά και τη διανομή του καθαρού υδρογόνου, σε συνδυασμό με την παρουσία ενός καλά καθιερωμένου και ανεπτυγμένου δικτύου βασιζόμενου στα ορυκτά καύσιμα. Κάτι τέτοιο ευνοεί την μεσοπρόθεσμη λύση της επιτόπου παραγωγής υδρογόνου μέσω της αναμόρφωσης διαφόρων υδρογονανθράκων (π.χ. φυσικού αερίου, βενζίνης) ή αλκοολών (π.χ. μεθανόλης, αιθανόλης). Σήμερα, όχι μόνο η μείωση των εκπομπών ρύπων, αλλά και η ανάγκη μείωσης της εξάρτησης από το πετρέλαιο έχει αποτελέσει ισχυρό κίνητρο για την προσπάθεια που γίνεται στα οχήματα που εφοδιάζονται με υδρογόνο. Η διαθεσιμότητα πρωτογενούς ενέργειας, η καλή απόδοση στη μεταφορά στην κίνηση και η μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου είναι πολύ ισχυρά κριτήρια αξιολόγησης. Οι κυψελίδες καυσίμου και το υδρογόνο θεωρούνται ευρέως ως η καλύτερη συνολικά λύση σε βάθος χρόνου, αλλά απαιτείται σημαντική τεχνολογική πρόοδος.

Το υβριδικό σύστημα παροχής που αναπτύσσεται στα πλαίσια του συγκεκριμένου έργου διαφοροποιείται από τα υπάρχοντα συστήματα τόσο στη χρήση κυψελίδας καυσίμου HT-PEM, όσο και στη χρήση μπαταρίας Li-Ion. Η τελευταία έχει σημαντικό πλεονέκτημα βάρους σε σχέση με άλλα συστήματα μπαταριών, κάτι που την κάνει εξαιρετικά ελκυστική για μελλοντικά ηλεκτρικά οχήματα. Επιπλέον, η ειδική ενέργεια είναι περίπου τρεις φορές μεγαλύτερη απ’ αυτή των μπαταριών μολύβδου, δίνοντας στο όχημα μια λογική αυτονομία. Παράλληλα θα υπάρχει αρκετός χρόνος ώστε να αρχίσει να λειτουργεί αποτελεσματικά ο επεξεργαστής και η κυψελίδα καυσίμου. Το κόστος των μπαταριών λιθίου για εφαρμογή στο μεταφορικό τομέα, μπορεί να είναι απαγορευτικά υψηλό, αλλά τα δεδομένα αλλάζουν σε περίπτωση που κάποια εταιρεία αποφασίσει τη μαζική παραγωγή τους.

Η καινοτομία της προτεινόμενης τεχνολογικής προσέγγισης μπορεί να συνοψιστεί στα παρακάτω χαρακτηριστικά:
• Η χρησιμοποίηση κυψελίδων καυσίμου τύπου ΗΤ-ΡΕΜ σε ηλεκτροκίνητο όχημα

• Η χρησιμοποίηση μπαταριών λιθίου στις οδικές μεταφορές

• Ο συνδυασμός κυψελίδων καυσίμου ΗΤ-ΡΕΜ και μπαταριών li-Ion σε ένα ολοκληρωμένο υβριδικό σύστημα παροχής ισχύος σε ηλεκτροκίνητα οχήματα.

• Ο σχεδιασμός και ανάπτυξη προηγμένων συστημάτων αυτόματου ελέγχου για τη βέλτιστη ενεργειακή απόδοση και εύρυθμη λειτουργία του ολοκληρωμένου συστήματος παραγωγής ισχύος σε πραγματικό χρόνο.

   
 
 
 
 
Copyright © CRES - 19th km Marathonos Ave. Tel: +30 210 6603300