horuseye.sk Veda, technika či nebodaj Sci-Fi horuseye.sk

Svete malých obrnených fúzačov   Šintava - slobodné kráľovské mesto   Kremnické dukáty   Veda, technika či nebodaj Sci-Fi

Začnite klásť jednoduché „naivné“ otázky, ktoré majú vzdelanejší ľudia tendenciu prehliadať. (Michael J. Gelb) 
Za 20 minút nabíjania dojazd 500 kmAktualizacia: 02.09.2017 

Ako je to s dobíjaním batérií elektromobilov? Stretávame sa s množstvom článkov, ktoré ponúkajú dobitie batérie na pár sto kilometrov v priebehu pár minút. Pár minút nie je presný výraz, ale povedzme že. V článku Koľko energie si vyžaduje jazda autom? sme sa venovali otázke, či je možné prejsť 500 km na jedno nabitie akumulátorov s kapacitou 192 kWh. Nevyvraciam, ale ani nepotvrdzujem toto tvrdenie, aj keď ja osobne som skorej pesimista.

V predošlom článku sme sa venovali spotrebe energie z pohľadu fyziky. V tomto článku sa chcem pozrieť na to, či sme naozaj schopní dostať požadovanú energiu do akumulátorov za uvedený čas. Takže vráťme sa k fyzike základných a stredných škôl. Nič komplikovanejšie nám nie je za potreby.

Kapacita akumulátorov nám hovorí, aké množstvo energie máme k dispozícii. 192kWh vraví, že po dobu 1 hodiny môžeme využívať výkon 192kW resp. po dobu 10 hodín 19,2 kW. V prvom prípade sa bavíme o športovom automobile, zatiaľ čo v druhom skorej o malom mestskom vozidle.

Množstvo energii v akumulátore je dané vzťahom:

A = U * I * t

kde

A - energia uložená v akumulátore vo Ws

U - napätie akumulátora vo V

I - nabíjací prúd v A

t - čas v sec

Výrobca automobilov Tesla uvádza, že v automobiloch používa napätie 800 Voltov (V).

Akumulátory s kapacitou 192kWh nám vedia poskytnúť 691 200 000 Ws (J) energie. Túto hodnotu dosaďme do uvedeného vzorca. Ešte predtým si preveďme 20 minút na sekundy. Je to jednoduché. Nabíjanie by malo trvať 1200 sec.

691 200 000 = 800 * I * 1200

Jedinou neznámou je prúd, ktorým sa musí akumulátor dobíjať.

691 200 000 = 960 000 * I

720 = I

Prúd potrebný na nabíjanie akumulátorov je neuveriteľných 720A pri napätí 800V. (čo doma nemáme). Z toho sa dá ľahko určiť potrebný výkon.

P = U * I

kde

P - výkon vo W

U - napätie vo V

I - prúd v A

Pod dosadení do vzorca dostaneme hodnotu 576 000 W resp. 576kW. Dalo sa k tomu dostať aj jednoduchšie. Akumulátor chceme nabiť na plnú kapacitu z 1/3 hod. Takže stačí jeho kapacitu vynásobiť 3. (192 * 3 = 576)

Vynára sa tu otázka: Kde vziať 576kW zdroj?

Predstavme si, že sme sa stali majiteľmi takéhoto vozidla. Zaparkujeme ho večer o 18 hod. pred domom či panelákom. Ráno nás čaká 500 km cestá. Podarí sa nám nabiť akumulátory na plnú kapacitu? Pozrime sa na to z pohľadu platných fyzikálnych zákonov. Pripomeňme si, že potrebujeme do akumulátorov uložiť energiu 192kWh.

Byt v paneláku

Ak nechceme okrádať susedov a mám to šťastie, že bývame na prízemí, vytiahneme z okna predlžovací kábel a môžeme nabíjať. Predpokladajme, že ako väčšina bežných obyvateľov bytov, máme k dispozícii jednofázovú prípojku s 25A ističom.

Maximálny odoberaný výkon je definovaný

P = U * I

kde

P – výkon vo W

U – napätie vo V (230V)

I – prúd v A (25A)

V rozvodnej sieti je napätie 230V. Takže ak dosadíme tieto dve hodnoty do uvedeného vzorca, dostaneme maximálny výkon 5 750 W resp. 5,75kW. Netreba robiť žiadne komplikované výpočty. 192kWh, ktoré potrebujeme, nám bude pri tomto pripojení k dispozícii za cca 35 hodín. Takže naša plánovaná cesta sa odkladá o 24 hodín. Musíme si uvedomiť jednu vec. Počas nabíjania akumulátorov nesmieme mať zapnutý v byte žiaden elektrospotrebič. Takže sa pekne zabalíme do deky, zapálime sviečku a môže sa rozprávať s členmi rodiny alebo čítať knihu.

Rodinný dom

V mnohých prípadoch sú rodinné domy vybavené 3-fázovou prípojkou. Tu už máme k dispozícii 3x400V. Ističe by mohli byť cca 50A. Pre maximálny výkon platí vzťah

P = 1.73 * U * I

kde

P – výkon vo W

U – napätie vo V (400V)

I – prúd v A (50A)

Ak dosadíme tieto hodnoty do vzorca, dostaneme 34 600 W (34,6kW). S týmto výkonom sme schopní nabiť akumulátor na požadovanú kapacitu 192kWh približne za 5,55 hod. Takže ráno sa môžeme bez obáv na plánovanú cestu vydať. Navyše v dome môžeme fungovať takmer bez obmedzení ako v ktorýkoľvek iný deň.

Čo dodať na záver

Na to, aby sme dokázali doma nabiť akumulátor na požadovanú kapacitu 192kWh za deklarovaných 20 minút, môže zabudnúť. Aj už spomínaných 5,55 hod. je úspech. Vráťme sa do reálne života. Povedzme, že bývame v byte na sídlisku. Ak má každý byt 25 A istič, tak na to, aby sme nabili náš akumulátor za 20 minúť by sme potrebovali odpojiť od elektriny 100 bytov. Zaujímavý pohľad na realitu. Aby sme odpojili od elektriny menšie sídlisko postačuje nám 10 takýchto automobilov a rozhodnutie ich majiteľov naraz ich pripojiť na nabíjaciu stanicu. V tom prípade nás nečaká nič iné ako BLACKOUT. Bez elektriny by zostali stovky ľudí.


© corycats.sk - horuseye.sk 2012 - 2022