Что такое электротранспорт?
Электротранспорт — вид транспорта, использующий в качестве источника энергии электричество, а в приводе используется тяговый электродвигатель. Его основными преимуществами перед транспортом с двигателями внешнего или внутреннего сгорания являются более высокая производительность и экологичность.
Энергия, приводящая в движение транспортное средство, может быть получена из нескольких источников:
- из химической энергии бортовых батарей и аккумуляторов (электромобиль, электробус и т. п.);
- из запасенной энергии в конденсаторах (капабус);
- совместно из бортового аккумулятора и топливной силовой установки (гибридный автомобиль);
- вырабатываться на борту, используя бензиновый двигатель или дизельный двигатель (тепловоз, карьерный самосвал и т. п.);
- вырабатываться на борту, используя топливные элементы;
- вырабатываться на борту, используя атомную энергию (атомная подводная лодка, авианосец);
- из более экзотических источников, таких как маховики, ветер и Солнце (гиробус, электромобили на солнечных батареях);
- путем прямого подключения к наземной электростанции через подстанции (трамвай, троллейбус, монорельс, метро, электропоезд, электровоз и т. п.).
Для чего нужен электротранспорт?
- Пассажирский электротранспорт
В развитых странах электротранспорт является основным перевозчиком пассажиров внутри города, на его долю приходится более 50% перевозок. В развивающихся странах процент перевозок электротранспортом в городах составляет от 15%.
Основными средствами городского пассажирского электротранспорта являются трамваи, троллейбусы, метрополитен, электропоезда, применяются так же монорельсы, фуникулеры и прочее.
- Электромобиль
- Электроскутер
- Электровелосипед
- Машина для гольфа
- Грузовой электротранспорт
Грузовой электротранспорт применяется в перевозках, требующих большого КПД транспортного средства, например, грузовые троллейбусы применяются на открытых карьерах, а электропоезда и электровозы постоянного и переменного тока используются на железных дорогах.
Также к грузовому электротранспорту относятся электрокары, электротележки, электротягачи, электропогрузчики, некоторые виды самоходных кранов и экскаваторов.
- Индивидуальный электротранспорт
К индивидуальному электротранспорту относятся сигвей, гироскутер, электросамокат, моноколесо и электровелосипед.
Правовой статус индивидуального электротранспорта определен в России неоднозначно. Действующие правила дорожного движения специально не относят данные транспортные средства к какому-то отдельному виду транспорта.
- Другие виды электротранспорта
Практически любой неэлектрический двигатель можно заменить электрическим. Соответственно, любое транспортное средство, использующее для движения неэлектрический двигатель (ДВС, дизельный двигатель, паровой двигатель и др.) может использовать в качестве тяги и электрический двигатель.
Существуют в виде разработок, мелких копий или серий различные электротранспортные средства:
- электрический самолёт (самолеты на электрической тяге),
- электромобили, гиробусы, электробусы,
- на воде — электроходы, электрические подводные лодки и др.
Какой электротранспорт мы уже используем?
- Электровелосипед
Это велосипед с электрическим приводом, который частично или полностью обеспечивает его движение. Его называют также велогибридом, хотя гибридный велосипед — это велосипед, сочетающий в своей конструкции как атрибуты горного, так и шоссейного велосипедов.
В общем случае электровелосипед отличает от обычного наличие трех дополнительных компонентов: электродвигателя, аккумуляторной батареи и контроллера. В отличие от электроскутера или же мотоцикла, электровелосипед может приводиться в движение педалями, а его эксплуатация и обслуживание немногим сложнее обращения с обычным велосипедом.
Недостатки
- Педалирование и управление электровелосипедом с емкой батареей осложняется большой массой (от 30 кг и более), соответствующей инерцией и неудобствами с транспортировкой.
- Недостаточный для многих пользователей запас хода только на электроприводе от аккумуляторов малой емкости (не более 20 км для обычной модели).
- Длительное время зарядки обычных батарей (не менее 4–6 часов). Проблема решается использованием литий-титанатных аккумуляторов.
- Короткий срок службы наиболее распространённых свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторных батарей (не более 2–3 лет при средней нагрузке).
- Ограничения эксплуатации электровелосипедов на основе свинцовых и литий-ионных аккумуляторов при отрицательных температурах. Данные батареи при этом начинают сильно деградировать. Ниже –20 °C возможно применение только литий-титанатных и некоторых моделей литий-железофосфатных аккумуляторов.
- Недостаточная проходимость и надежность на дорогах без покрытия для электровелосипедов с редукторным мотор-колесом: пластиковые шестерни мотор-колеса в условиях повышенных вибраций быстро изнашиваются.
- Высокая стоимость изделия и его эксплуатации по сравнению с обычным велосипедом (в 2 и более раза).
- Невозможность совместить высокую скорость и большой запас хода: с доступными в данный момент аккумуляторами приходится выбирать что-то одно.
- Электросамокат
Самокат легок в управлении: стоите себе на широкой платформе и рулите. Средняя скорость — 20–35 км/ч, опять же, ездить на работу по паркам и тротуарам — самое оно. Заряд батареи обычно рассчитан на 25–45 км. Аккумулятор подпитывается за 3–5 часов.
При полной разрядке можно добраться до ближайшей розетки, отталкиваясь ногой или взяв сложенный девайс в руки.
Проходимость городского электросамоката невысокая из-за небольших колёс диаметром 6–10 дюймов. Кочки, лужи, брусчатку лучше объезжать. Но бывают и монстры-внедорожники вроде Dualton по цене от 70 тысяч рублей.
Для дорог средней паршивости хватит электросамоката с большими широкими колёсами и амортизацией. Эргономика великолепная: транспортное средство компактно складывается, благодаря небольшому весу 8–12 кг его легко переносить в руках, брать с собой в метро, автобус, маршрутку. Хранить можно где угодно.
- Гироскутер
Это уличное электрическое транспортное средство, выполненное в форме двух соединенных поперечных площадок для ступней, подвижных относительно друг друга, с колесами по бокам.
Использует электродвигатели, питаемые от электроаккумулятора, и ряд гироскопических датчиков для самобалансировки и поддержания горизонтального положения площадки для ног.
Данный агрегат состоит из нескольких ключевых элементов:
- два электрических мотора;
- система гироскопических датчиков;
- управляющее устройство, обрабатывающее всю поступающую с датчиков информацию;
- корпус гироскутера;
- аккумулятор.
Во многих странах эксплуатация гироскутеров была запрещена как на автомобильных дорогах, так и на тротуарах. Например, подобный запрет действует в Великобритании (разрешено их использование только на частных территориях с согласия владельца).
- Моноколесо
Это электрический самобалансирующийся уницикл с одним колесом и расположенными по обе стороны от колеса подножками. Моноколесо является глубокой модернизацией Segway — электрическое самобалансирующееся транспортное средство компании Segway Inc с двумя колесами, расположенными по обе стороны от водителя, внешне напоминающее колесницу.
Изобретено Дином Кейменом. Моноколесо также использует различные датчики, гироскопы и акселерометры, вместе с электродвигателем для автоматической балансировки плоскости педалей вперед и назад.
Влево и вправо балансировка осуществляется человеком (моноколесником или райдером) и управляется наклоном тела и поворотом всего устройства вправо-влево ногами. Таким образом поддерживается динамическое равновесие, как на велосипедах или скутерах.
Электрические скутеры, в том числе моноколеса, не могут использоваться на автомобильных дорогах в некоторых странах. Некоторые считают, что использование моноколес требует ношения защитной экипировки для роликовых коньков из-за опасности падений.
Новейшие виды транспорта
- Электросамолет
Дизайнер из Польши Михал Бониковски придумал, как сделать самолеты более экологичным видом транспорта. Он предложил использовать энергию воздуха для зарядки аккумуляторов специальных электросамолетов. Проект получил название Eather One.
Сам Eather One выглядит как обычный самолет, если не принимать во внимание наногенераторы в конструкции его крыльев. Статическая энергия стекает с корпуса на протяжении полета. Механическая энергия превращается в электрическую.
Дизайнер предложил установить в крыльях во время полета вместо топливных баков трибоэлектрические наногенераторы. Используя вибрации конструкции и трение, создаваемые изгибом крыльев во время полета, они будут генерировать энергию, необходимую для питания нескольких электродвигателей небольшого размера.
- Автобусы на водороде
Власти города Абердин в Шотландии представили первые в мире двухэтажные автобусы, работающие только на водороде. Они уже стали частью общественного транспорта города, эта реформа — первый шаг проекта по достижению нулевых выбросов, направленного на борьбу с загрязнением воздуха.
Автобусы находятся на завершающей стадии тестирования, но горожане уже могут пользоваться ими. Они в течение нескольких недель будет передвигаться по городу, чтобы водители могли привыкнуть к вождению нового вида транспорта.
Этот проект осуществляется под руководством Абердинского городского совета, целью которого является постоянное улучшение экономических и экологических аспектов города благодаря внедрению чистого транспорта.
- Вакуумные поезда
В Корее разрабатывается прототип Hyperloop. Стало известно, что он достиг скорости более 1 000 км/ч. Это произошло всего через несколько дней после того, как концепт высокоскоростного транспортного средства провел первые успешные пассажирские испытания с использованием этой технологии.
Корейский научно-исследовательский институт железных дорог объявил, что Hyperloop развил максимальную скорость в 1 019 км/ч.
В стране уже есть высокоскоростные поезда, обслуживающие этот маршрут, но правительство стремится сделать передвижение по нему еще быстрее.
Предыдущая максимальная скорость, также установленная институтом, составляла 714 км/ч. Южная Корея надеется запустить Hyperloop к 2024 году, что сократит время пути между Сеулом и Пусаном с трех часов до 30 минут.
- Электрические самолеты
Мультикоптеры E-Volo, или Volocopter — серия электрических пилотируемых вертолетов-мультикоптеров сверхлегкого класса, разрабатываемых компанией E-volo из Германии.
Для управления Volocopter, в отличие от обычных вертолетов, не требуется таких механических устройств, как автомат перекоса, изменяемый шаг винта, хвостовой винт и руль направления. Винты неподвижно закреплены на осях электродвигателей. Изменение высоты полета, поворот и горизонтальное движение обеспечивается исключительно за счет уменьшения или увеличения оборотов двигателей.
Дополнительный (планируемый) двигатель в продольной оси, устанавливаемый позади фюзеляжа, обеспечивает дополнительную тягу для горизонтального полета. Электродистанционное управление осуществляется джойстиком.
Читать далее
Самое штормовое место на Земле: почему пролив Дрейка — опаснейший путь в Антарктику
Новое урановое соединение побило рекорд аномальной проводимости
Ошибка эволюции: какие органы в организме человека работают нелогично