Techniki multimedialne – Strona tytułowa Kinetic Energy Recovery System Wojciech Migas Mateusz Michalik

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne - Wstęp Wstęp – Czym jest KERS ? Tajemnicza nazwa kryje za sobą system stosowany na chwile obecną głównie w sporcie. Lecz czy nie odkryje on przed nami czegoś nowego ? Hamowanie rekuperacyjne (hamowanie odzyskowe, hamowanie elektrodynamiczne z odzyskiem energii lub KERS od Kinetic Energy Recovery System) – wszystkie te nazwy są wymienne i znaczą to samo.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne - Wstęp Wstęp – Czym jest KERS ? Założenie KERS’u jest bardzo proste – odzyskać jak największą ilość energii pochodzącej z hamowania. To właśnie podczas procesu hamowania zamieniana jest drogocenna energia kinetyczna naszego pojazdu w bezużyteczną energie cieplną, która nie dość, że w niczym nie pomaga to jeszcze trzeba ją jakoś rozproszyć. A paliwo drożeje i drożeć będzie.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Czym jest, jak działa ? Wstęp – KERS , jak to działa ? Podczas hamowania silniki elektryczne działają jak prądnice. Stają się coraz popularniejsze, ponieważ są one: - Co raz mniejsze. - Co raz wydajniejsze. - Co raz wytrzymalsze. - Co raz mocniejsze. Dlatego nie jest problemem stworzenie hybrydy, która oprócz silnika spalinowego na każdym kole ma silnik elektryczny będący jednocześnie prądnicą.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Czym jest, jak działa ? Wytworzony przez silniki elektryczne prąd może być wykorzystany na kilka sposobów: Pierwszym sposobem jest akumulacja energii bezpośrednio w pojeździe, a następnie wykorzystanie jej przy następnym rozruchu. Zaletą tej metody jest brak strat energii związanych z jej przesyłem, natomiast wadą konieczność zwiększenia masy pojazdu o urządzenia przechowujące energię. W praktyce energia hamującego pojazdu używana jest do rozpędzenia koła zamachowego, które podczas przyspieszania pojazdu służy jako źródło napędu lub jako napęd wspomagający.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Czym jest, jak działa ? Wytworzony przez silniki elektryczne prąd może być wykorzystany na kilka sposobów: Drugim sposobem jest przekazanie energii przez sieć trakcyjną i jej wykorzystanie przez inne pojazdy trakcyjne znajdujące się na danym odcinku. Odzyskiwana energia może być również magazynowana w podstacjach zasilających.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (bolidy) Gdzie KERS znalazł praktyczne zastosowanie ? Hamowanie rekuperacyjne ożyło w 2009 roku w bolidach formuły 1. Podczas hamowania niejednokrotnie z prędkości przekraczającej 250km/h ilość ciepła powodowała świecenie się tarcz hamulcowych co było bardzo dużym problemem, ponieważ po chwili hamowanie stawało się mniej skuteczne.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (bolidy) KERS w bolidach. Opór stawiany przez prądnice (silnik elektryczny) był idealnym rozwiązaniem. Powodował polepszenie skuteczności hamowania, a ponad to pozwalał odzyskać z hamowania nie małe ilości energii w postaci elektrycznej. Wadą jest jedynie potrzeba zakumulowania tej energii. Ze względów oczywistych w bolidach F1 nigdy nie znajdą się olbrzymie akumulatory. Zwykle mieści się jeden nie duży nie ciężki.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (bolidy) KERS w bolidach. Energia zakumulowana wg przepisów F1 może zostać wykorzystana jako źródło dodatkowej mocy bolidu tylko i wyłącznie na długich prostych odcinkach toru podczas wyprzedzania. Czyli w skrócie mówiąc po naładowaniu akumulatora silniki elektryczne dodają przyśpieszenia w odpowiednim momencie.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (bolidy) Działanie kersu.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (samochody) Audi A4 E. Audi A4 E - producent zamontował po raz pierwszy KERS w samochodzie osobowym. Energia odzyskana z hamowania jest w tym przypadku wykorzystana do doładowania akumulatora i zasilania odbiorników energii elektrycznej pojazdu, co powoduje, że alternator stał się nieomal zbędny, co ma znaczny wpływ na obniżenie zużycia paliwa.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (pociągi) ELF. Analogiczne zastosowanie znalazły pojazdy korzystające z linii trakcyjnych. Mało kto ma świadomość, że pociągi o wdzięcznej nazwie „elf” dzięki którym wiele ze studentów politechniki gliwickiej codziennie pozwala być punktualnie na zajęciach korzystają z tego typu metody odzysku energii.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Zastosowanie (pociągi) ELF. W teorii oddają one energie elektryczną poprzez linie trakcyjne lecz w praktyce do perpetum mobile jeszcze daleko brakuje dlatego KERS w pociągach pozwala nam co najwyżej na zasilenie urządzeń wewnętrznych takich jak oświetlenie itp.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Samochody elektryczne Samochody elektryczne to niewątpliwie przyszłość motoryzacji. Oczywiście aktualnie używane silniki spalinowe szybko nie znikną lecz z pewnością staną się mniej popularne. Nie zniknie również ropa lecz powoli będzie się kończyć, a konsekwencją tego będzie ciągły i nieunikniony wzrost cen paliwa. Niektórych perspektywa 7zł/litr jest prawie absurdalna. A co jak paliwo zacznie kosztować 15zł/litr ? A co jak będzie to 30zł/litr ?

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Dlaczego samochody elektryczne ? Odpowiedź na to pytanie jest proste. Energie elektryczna jest uniwersalna, a silniki elektryczne coraz tańsze, mniejsze, cichsze i sprawniejsze. Właściwie każdy rodzaj energii potrafimy na dzień dzisiejszy w całkiem opłacalny sposób zamienić na energie elektryczną, więc co jest wadą ? Dlaczego wciąż nie jeździmy samochodami elektrycznymi ?

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Dlaczego samochody elektryczne ? Jedyną przeszkodą jest problem magazynowania energii elektrycznej. Akumulatory kwasowo-ołowiowe (najpopularniejsze) są duże ciężkie i nie tanie. Dlatego nie raz w cenie samochodu elektrycznego znajduję się około 40-50% tylko za akumulatory. A co gorsza trzeba je co parę lat wymieniać. Nie mniej jednak w końcu stanie się to całkiem opłacalne.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Zalety -Pojazdy elektryczne są tańsze w eksploatacji -Pojazd elektryczny przy jeździe miejskiej i przy chwilowym postoju na skrzyżowaniu lub przed światłami nie pobiera energii z akumulatora ponieważ silnik jest wtedy wyłączony -Zastosowanie silnika elektrycznego sprawia, że jest łatwo sterowalny, posiada najwyższą sprawność przy zamianie energii elektrycznej na ruch -Silnik elektryczny posiada wysoki moment obrotowy już od pierwszych obrotów.  Wady -przy -20 st. C pojemność akumulatorów spada do 50%, co spowoduje też zmniejszenie zasięgu. -włączenie ogrzewania zmniejsza zasięg, chociaż chłodzenie silnika można też wykorzystać do ogrzewania pojazdu. -cena konwersji ( przeróbki ) samochodu spalinowego na elektryczny wynosi od 5 000zł do 40000zł. -samochody elektryczne są bardzo ciche i przez to łatwiej o kolizję z pieszym.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Zalety -Samochody elektryczne są bardzo proste w konstrukcji, silniki elektryczne posiadają bardzo mało części ruchomych, przez co zmniejsza się prawdopodobieństwo awarii oraz koszty eksploatacji, Nie ma też okresowych wymian oleju itd.  -Silnik elektryczny jest w stanie odzyskiwać prąd w czasie hamowania -Pojazdy elektryczne są cichsze i czyste ekologicznie. -Ceny energii elektrycznej nie drożeją tak szybko jak ceny gazu albo ropy.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Tesla Motors właśnie wprowadza na rynek swoje dziecko – Tesla Roadster – dwumiejscowe elektryczne auto sportowe, mające ambicje konkurować z produktami takich motoryzacyjnych tuzów jak Porsche czy Ferrari. Dla wielu fanów motoryzacji takie zestawienie może być nie do przyjęcia. Zmienią jednak zdanie po przejażdżce elektrycznym roadsterem – przyspieszenie od 0 do100 km/h w 4s, prędkość maksymalna – 217 km/h , 250 KM – takie osiągi muszą budzić szacunek.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Tesla (odgłos) Odgłos wydawany przez Tesla Roadster podczas ruszania.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Tesla (1/4 mili) Wyścig na ¼ mili z czterema sportowymi samochodami.

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Pierwsza elektryczna flota w Polsce Aby przygotować się na nadchodzącą rewolucję operator sieci dystrybucyjnej Energa uruchomił projekt badawczy w ramach którego zasilił swoją flotę o 9 elektrycznych Fiatów Panda. Są to auta nowe, które poddano profesjonalnej przeróbce. Zainstalowano synchroniczny silnik prądu przemiennego o mocy 15kW, zasilany energią zgromadzoną w bateriach akumulatorów Litowych o pojemności 18kWh. 

Techniki multimedialne - Hamowanie rekuperacyjne – Sam. elektryczne Porównanie właściwości napędów elektrycznego i spalinowego. Sprawność (przetworzenie energii zgromadzonej na pokładzie na energię kinetyczną ruchu) 80-90% 20% Koszt eksploatacji 5 zł/100km 50zł/100km energia zgromadzona na pokładzie 10-20 kWh (akumulatory) 50l (benzyna)-> 440 kWh

Techniki multimedialne – KONIEC.