Využití elektrické energie pro pohon osobních automobilů – 1

Elektromobilita patří k perspektivní oblasti osobní dopravy, která se nepochybně prosadí, byť oproti zemím EU s určitým skluzem, také v České republice. Její rozvoj je motivován regulací emisí CO2, tlakem na zlepšování kvality ovzduší a nutností zajistit bezpečnost v dodávce energie pro pohon vozidel. Nicméně se neočekává, že bude současně významně omezeno používání automobilů se spalovacími motory a vytvářen tlak na jejich nucenou náhradu elektromobily.

Výtah z 1. části článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 2/2018.

Předpoklady pro rozvoj elektromobilů (EM) jsou stále lepší dostupnost elektrické energie z obnovitelných zdrojů v blízkosti spotřeby (domácí nabíjecí stanice), rychlý technický vývoj v konstrukci EM, stále širší nabídka jejich kategorií (velikost, úroveň výbavy), snižování kupní ceny a lepší dostupnost veřejných nabíjecích stanic. Z těchto důvodů lze čekávat i stále větší zájem zákazníků.

Zejména v počátcích však bude provozování EM pro někoho vhodné a pro jiného nikoliv. EM si však zákazníky postupně naleznou například tím, že investiční návratnost nákupu EM v porovnání s automobily se spalovacími motory (ICE) bude již akceptovatelná, zvýší se respekt k životnímu prostředí a nový druh pohonu automobilu bude mít stále větší důvěru.

Jízdní dosah elektromobilu

Jízdní dosah (dojezd) elektrického vozidla je maximální vzdálenost, která může být vykonána z „plně nabité“ baterie, bez průběžného nabíjení. Osobní EM je strojní zařízení, které je určeno především k bezpečné, efektivní a pohodlné dopravě jedné, nebo více osob na stanovené délce dopravní trasy v čase, který má vazbu na průměrnou rychlost jízdy při respektování aktuálních faktorů prostředí a stavem dopravní trasy. Osobní EM by měl disponovat konstrukčními a technickými parametry, které výše uvedené vlastnosti splňují.

Aby mohl mít elektromobil jízdní dosah (jízda bez zastavení za účelem doplnění energie pro pohyb automobilu) při plně nabité baterii 700 kilometrů, musela by baterie disponovat elektrickou energií 180 kWh, v závislosti na hmotnosti EM, podmínkách při jízdě a schopnosti řidiče efektivně využívat elektrickou energii k jízdě.

Předpokládaný počet vozů

Pro zajištění dostupnosti elektřiny pro EM v Česku je třeba nejprve odpovědět na otázku: „Kolik registrovaných EM bude tvořit v roce 2018 tzv. velký počet?“ Bude to například 5 tisíc registrovaných elektromobilů (bez hybridních), jestliže jich v roce 2016 bylo pouhých 974 a v roce 2017 se počet zvýšil na 1560 a za leden 2018 jich bylo nově zaregistrováno 12? Bude velkým počtem 10 tisíc EM v roce 2020, nebo to bude už 50 tisíc EM?

Podle mého názoru „velký počet“ elektromobilů registrovaných v roce 2018 bude maximálně tři tisíce a v roce 2020 to bude deset tisíc čistě elektrických EM. Počty se mohou zvýšit „pobídkami“, například zvýšením ceny nafty a benzínu, zákazem vjezdu do velkých měst při smogové situaci, nebo každodenně, snížením tarifu pro nabíjení elektromobilů, nabídkou malých EM s cenou do 300 tisíc korun, nebo státním příspěvkem na nákup EM i fyzickým osobám, příspěvkem na zřízení domácí FVE a podobně. To mohou být uvedené počty i dvojnásobné.

Spotřeba elektrické energie

Pro zjištění, zda bude pro EM dostatek elektřiny, je třeba odpovědět na základní otázku: Kolik elektrické energie spotřebuje jeden elektromobil za rok, pokud ujede například 20 000 km? Průměrná spotřeba malého elektromobilu, který by měl být používán nejvíce2, je 12,3 kWh/100 km (malé a mini spotřebují 8 až 11 kWh na 100 km, střední a velké spotřebují 22 až 28 kWh na 100 km). Výpočet: Průměrná spotřeba 1 EM za rok činí: (20 000 x 12,3)/100 = 2 460 kWh. Jaká bude spotřeba 10 000 ks výše uvedených elektromobilů? Výpočet: 2 460 x 10 000 = 24,6 GWh. Z Roční zprávy ERÚ vyplývá, že by spotřebu pokryla pouhá část velkých vodních elektráren, což je téměř bezemisní zdroj elektrické energie pro pohon elektromobilů.

Role střešních FVE

Bilanci ve spotřebě elektrické energie z veřejné sítě mohou kladně ovlivnit „domácí“ fotovoltaické elektrárny (FVE). Baterie EM lze nabíjet pomocí FVP umístěných na střeše garáže, resp. domu. Například osm FVP na rodinném domě s plochou 11,5 m2 a výkonem 275 Wp disponuje průměrným výkonem 2,2 kWp.

Výkon pro nabíjení baterií elektromobilů lze zvýšit vyšším počtem panelů a také bude nutné mít k dispozici baterie, do nichž bude ukládána elektrická energie přes den, kdy může být elektrické energie přebytek a v noci se tato energie přesune z této baterie do baterie EM. To však vyžaduje vysoké investice a proto nepředpokládám velký zájem majitelů elektromobilů o tuto energii.

(Dokončení článku v příštím čísle.)

Ing. Ivo Celjak, CSc., Katedra zemědělské, dopravní a manipulační techniky ZF, JČU České Budějovice

Obrázky:

Dojezd elektromobilů závisí na mnoha faktorech, jak technických, tak provozních

Malé elektromobily jsou určeny do městského provozu

Po městě lze jezdit se spotřebou 12,2 kWh, při zapnutí klimatizace v prostředí, kde je aktuální teplota se dojezd sníží o 11 km

Nissan Leaf s baterií 30 kWh disponuje teoretickým jízdním dosahem 200 km

Doba nabíjení baterie závisí na výkonu nabíjecí stanice a elektrickém výkonu baterie

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *