Ympäristöministeri Paula Lehtomäki haluaa sähkömoottorit laajasti autoihin vuoteen 2020 mennessä. Lehtomäen mielestä sähkömoottorin hyötysuhde on niin paljon polttomoottoria parempi, että sitä pitäisi suosia lainsäädännöllä. Lehtomäki visioi Suomea, jossa bensa-asemat korvaantuisivat akkulataamoilla. "Voisi olla realistista saada akkulataamot maanteiden varsiin vuoteen 2020 mennessä. Tekniset valmiudet ovat olemassa, mutta autokannan uusiminen ottaa aikansa", heittää Lehtomäki."Tekniset valmiudet." Mitähän Lehtomäki mahtaa tarkoittaa? Sitäkö, että huoltoasemilla, joita on tosin sitä harvemmassa, mitä syrjäisemmällä seudulla ollaan, on sähköä käytettävissä? Vaiko sitä, että maantien varsille voidaan sinne tänne asentaa pistorasiakotelo auton lataamista varten?
Lehtomäki on nähtävästi lukenut jostakin naistenlehdestä, että sähkömoottorin hyötysuhde on polttomoottoria parempi. Sehän pitääkin paikkansa, mutta polttomoottorissa syntyvää hukkalämpöä tarvitaan Suomessa matkustamon lämmittämiseen jopa yhdeksän kuukauden ajan. Millä lämmittäminen tehdään sähkömoottoriautossa? Kannattaako siihen tuhlata kallisarvoista akkuenergiaa?
Autossa on pelkästään yhtäaikaa palavia polttimoita 300 W:n edestä. Lisää kulutusta tulee ABS-jarruista, apulaitteista, moottorinohjausjärjestelmästä ja muusta elektroniikasta.Kannattaako Lehtomäen mielestä tuhlata akkuenergiaa ilmastointiin, joka näyttää nykyään olevan vakiona kaikissa pikkuautoissakin, vai jätetäänkö ilmastointi suosiolla pois sähkömoottoriautosta?
Jos Lehtomäki olisi viettänyt enemmän aikaa hyvässä seurassa (eli ei kepulaisten joukossa), hän ymmärtäisi, että yli tuhannen kilon painoisen auton kiihdyttämiseen ja liikuttamiseen sadan kilometrin tuntinopeudella tarvitaan erittäin suuri teho. 50 kW taitaa olla pienin moottoriteho, jota käytetään nykyään pienissä autoissa, jotka nekin painavat 1000 kg.
50 kW:n moottoritehoa varten tarvitaan akusto, joka pystyy syöttämään hetkellisesti ja tarvittaessa jopa jatkuvasti 50 kW:n tehon. 120 voltin jännitetasolla huippuvirta olisi 417 ampeeria. Kunhan Lehtomäen kansanauto (Paulawagen) olisi saatu kiihdytettyä vauhtiin, maantienopeuden ylläpitämiseksi saattaisi riittää puolet moottorin maksimitehosta eli 25 kW (209 ampeeria) edellyttäen, että auto on kevyt ja sillä on pieni vierintä- ja ilmanvastus. Tämän lisäksi tulisi lämmitykseen, valaistukseen ja elektroniikkaan tarvittava sähkövirta. Varovaisestikin arvioiden minimivirta olisi 250 ampeeria 120 voltin jännitetasolla.Jos autolla haluttaisiin ajaa 100 km yhtäjaksoisesti, vaadittava ampeerituntimäärä olisi 250 Ah (@ 120 V), johon tarvittaisiin 50 kappaletta 12 V:n ja 50 Ah:n lyijyakkuja. Jos haluttu latausväli olisi 200 km, tarvittaisiin 100 akkua jne. 100 akkua painaisi noin 1500 kg, joka jo muodostuisi ongelmaksi. Bensiinimäärä, joka liikuttaa tonnin painoista autoa saman matkan, painaa vain 12 kg.
Tarkastelu edellä on teoreettinen, koska lyijyakkua ei voi purkaa tyhjäksi, vaan osa kapasiteetista jää aina käyttämättä. Muilla akuilla on parempi paino/kapasiteetti-suhde, mutta niiden ongelma on rajoitettu kuormitettavuus (huippuvirta). Nämä akut ovat kalliita ja lyhytikäisiä, kuten jokainen on havainnut matkapuhelinakuista.
Akuston varaaminen vie aikaa, koska akkuun täytyy palauttaa sieltä purettu sähköenergia. Se ei tapahdu aivan samassa ajassa kuin auton tankkaaminen vaan vie jopa puoli vuorokautta. Tankkauspaikalla pitäisi olla valmiina valmiiksi ladattu vaihtoauto, jolla matkaa voisi jatkaa seuraavaan vaihtopaikkaan. Tuolloin auto ei olisikaan oma, vaan jonkun täytyisi pitää vaihtoautotoimintaa yllä. Työ maksaa, ja kalliiden sähköautojen ostaminen vaatisi suunnattoman pääoman. Kuka rahoittaisi tämän? Lehtomäkikö vai Lehtomäen puolue?Partas-Raikan akkukeksintö olisi saattanut tarjota voimanlähteen sähköautoon, mutta hätäiset sijoittajat pilasivat senkin mahdollisuuden:
http://zulublogi.blogspot.com/2009/01/keksij-rainer-raikka-partanen-myi-perti.html
Lyhyt toimintasäde, riippuvuus sähköstä ja "polttoaineen" paino ovat olleet ja tulevat olemaan sähköauton ylitsepääsemättömiä ongelmia. Lehtomäen uudelleen keksitty "idea" on kuolleena syntynyt. Amen ja hallelujaa! Mitä seuraavaksi?
Tässä kohtaa on selvä virhe:
VastaaPoista"50 kW taitaa olla pienin moottoriteho, jota käytetään nykyään pienissä autoissa, jotka nekin painavat 1000 kg. Sähkömoottorin paremman hyötysuhteen vuoksi sen tehoksi riittää 20 kW, joka ei tosin tee siitä mitään Ferraria."
Polttomoottorin teho ilmoitetaan akselitehona, ei suinkaan kokonaislämpötehona. Eli 50kw moottori tosiaan antaa ulos sen 50kw, kolmenkymmenenprosentin hyötysuhteella se tarkoittaa että systeemiin menee tehoa 150kw mutta ulos saadaan se 50 kw.
Sähkömoottorin hyötysuhde on toki korkeampi, jos tarkastellaan vain suoraan sisäänmenevää tehoa ja ulostulevaa tehoa, mutta kokonaishyötysuhde onkin mielenkiintoisempi kysymys. Ensin se sähkö tuotetaan jossain, usein melko alhaisella hyötysuhteella, muunnetaan ja siirretään, mihin hukkuu myös energiaa, sitten ladataan akkuihin mikä ei myöskään tapahdu 100% hyötysuhteella ja puretaan akuista jälleen kerran energiaa hukaten, jonka jälkeen vasta tulee moottorin ja voimansiirron hyötysuhteet vastaan.
Veikkaan ettei kokonaishyötysuhde ole paljoakaan polttomoottorin vastaavaa suurempi. Semminkin kun 50kw polttomoottorin korvaamiseen tarvitaan 50kw sähkömoottori.
Kyllä, näinhän se on.
VastaaPoistaJos sähkömoottoritehon pitää ollakin 50 kW, tilanne eli sähköauton käyttökelpoisuus huononee edelleen.
Onko siis tuo sähköautoprojekti mahdoton?
VastaaPoistahttp://www.sahkoautot.fi
"Toimiva" sähköauto on aina vuodesta toiseen tulossa, mutta mitään valmista ja toimivaa ratkaisua ei kuitenkaan koskaan tule. Kuten "tapaan" kuuluu, mitään (päätä huimaavia) hintoja ei kerrota.
VastaaPoistaToyotan hanke on vasta prototyyppivaiheessa, vaikka Toyota "myykin" jo autoja halukkaille. Corollan toimintasäde on kuitenkin vain 150 km, jonka jälkeen se on uudelleen ajokunnossa vasta latauksen jälkeen.
Luonnon lainalaisuuksia kuvaa yhtälö E = P*t, jossa E on energia (J tai Ws), P teho (W tai J/s) ja t aika (s). Mitä nopeammin jokin energia halutaan kuluttaa, sitä suurempi teho vaaditaan. Yhtälö pätee myös toisin päin, eli sähköauton tapauksessa: mitä nopeammin akku halutaan varata, sitä suuremmalla teholla (latausvirta) se täytyy tehdä – olettaen että akku pystyy ottamaan suuren latausvirran vastaan.
Toyotan käyttämän litium-ioni-akun jännite laskee purkauksen aikana 41 prosenttia (4,25 → 2,5 V). Koska jännite vaihtelee niin paljon, akun energiasisällön ja paino/kapasiteetti-suhteen laskeminen on vaikeaa. Jos laskennassa käytetään keskiarvoa, 3,37 V, saadaan neljällä akulla muodostettua 60 Ah:n akusto, joka vastaa kapasiteetiltaan (mutta tuskin muilta ominaisuuksiltaan) yhtä 12 V:n ja 60 Ah:n lyijyakkua. Tämä akusto painaa 10 kg ja on mitoiltaan 115 x 215 x 244 mm. Se on siten noin kolmanneksen lyijyakkua kevyempi pienempi mutta luultavasti monta kertaa kalliimpi. Tälläkin akulla sähköautosta tulee painava.
Corolla voi olla kelvollinen jakeluautokäyttöön ja paikalliseen ajoon, mutta siitä ei ole korvaamaan tavallista autoa, jonka toimintasäde voi olla jopa 900 km yhdellä tankkauksella.
Kirjoituksessa on korjattu ensimmäisen kommentoijan mainitsema virhe tarvittavassa moottoritehossa ja siihen liittyvissä ampeeri- ja ampeerituntiarvoissa.
VastaaPoista