Работа над улучшением движков идет во всех больших машиностроительных компаниях мира равномерно и неспешно, и, казалось бы, уж где-где — а в этой сфере никаких неожиданностей не предвидится. Но наиболее 30 инноваторских компаний кластера энергоэффективных технологий Фонда «Сколково» занимаются как раз разработками новейших технологий для транспорта.
Уж они-то точно знают — прорывные проекты придут на рынок совершенно скоро!
Обычный, но не позабытый Создание частей для новейшего транспорта — одно из фаворитных и передовых направлений работы кластера энергоэффективных технологий, что совпадает с общемировыми тенденциями: тема новейшего взора на транспортные средства сейчас актуальна как никогда.
Пожалуй, труднее всего модернизировать самые всераспространенные движки внутреннего сгорания (ДВС).
«Традиционный транспорт на углеводородном топливе — с бензиновыми и дизельными двигателями — часто встречающийся во всем мире, но конкретно тут речи о кардинальных технологических прорывах пока не идет,?— констатирует Антон Скибин, управляющий энергетического сектора кластера энергоэффективных технологий Фонда «Сколково».?
— Но и ДВС нуждаются в улучшениях, которые дозволили бы увеличивать (хоть и ненамного) эффективность их использования».
Сейчас всего около 40% от сжигаемого горючего идет в полезную работу, остальная энергия просто пропадает. Соответственно для улучшения работы ДВС можно попробовать собрать эти утраты, к примеру, испытать преобразовать тепло выхлопных газов в электроэнергию, которая употребляется для питания систем кара.
И резиденты, которые над сиим работают, в «Сколково» есть. Разрабатываются четыре проекта на тему термоэлектрики, их основная задача — уменьшить стоимость и повысить эффективность преобразования бросового тепла в энергию.
«Это та новость, которая на данный момент на слуху в области модернизации обычных движков внутреннего сгорания»,?
— отмечает Антон Скибин. Есть и технологические проекты, прочные инженерные команды, которые работают над увеличением эффективности обычных компонент транспорта: коробки, системы впрыска горючего, турбонаддува, управления движком.
Преобразуя энергию Но самое актуальное направление в работе над новенькими транспортными технологиями — направление гибридных приводов. На этом поприще инноваторы ждут наибольших перемен, предсказывая, что наиблежайшее будущее конкретно за таковыми системами смешанного типа.
Сейчас энергетическая емкость (запас энергии) бензина либо дизеля — около 10 тыс. Вт ч на 1 л. Для сопоставления: у современного драгоценного аккума этот показатель составляет 200 Вт ч на 1 кг. Это означает, что батарея обязана весить еще больше, чем размер горючего в баке, и, чтобы проехать 500 км, батарейку весом в несколько сотен килограмм придется тащить за машинкой на прицепе, а бензина нужно 30–50 л — всего один бак.
«Но эти 10 тыщ ватт-часов на 1 килограмм традиционными ДВС употребляются с КПД всего 40%, а скромные 200 ватт-часов на 1 килограмм могут употребляться с энергетической эффективностью наиболее 90%,?— разъясняет Антон Скибин.?
— Выходит, что внедрение электро энергии для передвижения еще наиболее выгодно, но есть ограничения: сколько энергии мы можем увезти с собой?
На ДВС — много, а на электродвигателе — чрезвычайно мало». Вот тут-то и появляется гибридный движок, который дозволяет возить с собой не гигантскую батарейку, а генератор энергии: при работе ДВС вырабатывается электроэнергия, которая потом употребляется в электрическом приводе.
«При этом ДВС употребляется еще наименьшего размера, потребляет меньше горючего и меньше загрязняет окружающую среду»,?— отмечает Антон Скибин.
Самая популярная мысль для преобразования одной энергии в другую — это внедрение суперконденсаторов. «Это техно новость, накопитель, который может запасать энергию чрезвычайно быстро и выдавать ее так же быстро и концентрированно,?
— поведал Анатолий Долголаптев, генеральный директор компании ТЭЭМП, резидента «Сколково».?
— Мы специализируемся на разработке суперконденсаторов на кислотных электролитах, общее создание которых может быть уже во 2-ой половине 2014 года».
В компании убеждены, что их выход на рынок станет основой для сотворения и распространения экономически действенных гибридных каров. Гибридам — «зеленый свет» Очередное направление, в котором удачно развивается компания ТЭЭМП, это создание электромеханических преобразователей, имеющих беспрецедентно высочайшие энерго и эксплуатационные характеристики.
В большинстве случаев о таких преобразователях молвят как о мотор-колесах.
В ТЭЭМП создано несколько типов мотор-колес для самых различных электромобилей, в том числе для такси и общественного транспорта. «Мотор-колеса имеют жидкостное остывание, весят от 50 до 100 кг и при требуемых оборотах (чрезвычайно низких — до 600 оборотов в минуту) и сравнительно маленьком объеме (R20–22 д) способны сделать вращающий момент до 2500 Нм в 20-дюймовом и до 4500 Нм в 22-дюймовом колесе,?
— ведает Анатолий Долголаптев.?— При торможении и спуске мотор-колеса работают как генераторы электроэнергии».
Ежели сразу применить два энергосберегающих принципа — возврат энергии через рекуперацию (когда часть энергии при торможении кара ворачивается в электродвигатель и может употребляться при разгоне) в суперконденсаторы (это дает в городе приблизительно 15–20% экономии) и отказ от коробки (это еще минус 10–15% энергии), то выходит, что при иных равных критериях для движения каров, снабженных разработками ТЭЭМП, требуется на 25–35% меньше энергии. Таковым образом, гибридные авто в первый раз получают возможность конкурировать по собственной стоимости с автомобилями, обустроенными ДВС.
Имеется и ряд остальных преимуществ: к примеру, за счет выноса движков в колеса и отсутствия коробки существенно растут нужный размер кара и его управляемость. «Переход на общее внедрение транспорта с гибридными приводами либо электродвигателями возможен лишь при поддержке страны,?
— уверен Антон Скибин.?
— Без муниципального стимулирования и поддержки данной идеи русские инвесторы не готовы рисковать, и хорошо, что правительство нам эту поддержку готово оказывать. Конкретно потому большая часть резидентов «Сколково» работают конкретно в сфере гибридного транспорта.
Это отражает мировой тренд, этого просит рынок». Гибридными могут быть не только лишь авто, но и электровозы.
Сколковская компания «Центр инноваторского развития СТМ» уже сделала гибридный локомотив, который работает как на дизельном горючем, так и с использованием скопленной электроэнергии. «В России начитывается порядка 17 тыщ маневровых тепловозов, в основном дизельных,?
— ведает Антон Скибин.?— Около 10 тыщ работают в РЖД, 7 тысяч — на станциях и в цехах промышленных предприятий».
По словам профессионалов, огромную часть рабочего времени эти машинки стоят и «тарахтят» на холостом ходу, ожидая погрузки-выгрузки либо сцепки вагонов, либо еще чего-нибудь. Локомотив стоит, но горючее все равно расходуется.
Итак вот, разработка резидентов «Сколково» дозволяет в 3 раза уменьшить мощность дизельного мотора и дополнить локомотив аккумами, которые запасают энергию и рекуперируют ее. «Опытный эталон гибридного локомотива показал, что экономия горючего составляет наиболее 30% — наиболее 60 тонн в год!?— отметил Антон Скибин.?
— И это лишь с одного локомотива, а их 17 тыщ!» На данный момент компания завершает процесс сертификации опытнейшего эталона, чтоб его могли закупать РЖД.
Подписано предварительное соглашение, в соответствии с которым 1-ые реализации должны начаться уже в этом году. Энергия метро Последующее поколение — это чисто электрический транспорт, на борту которого вообщем не употребляется бензин.
«Это наиболее отдаленная перспектива, идеи наиболее сложные, заслуги будут не сейчас и не завтра, а через 3–5 лет,?
— ведает Антон Скибин.?— Основная неувязка: сколько энергии мы можем увезти с собой?
Эту делему пока не решил никто, ни в России, ни в мире, хотя удачные пробы решения уже есть».
Сделать небольшую емкую, дешевенькую и безопасную батарею — процесс длинный, требующий огромных ресурсов и высококлассных профессионалов. Наикрупнейшие мировые компании трудятся над решением данной трудности.
Но есть и небольшие стартапы (как у нас, так и за рубежом), которые с успехом работают над решением данной задачки. «Российские стартапы и научные коллективы не уступают забугорным, так как у нас в стране сохранились суровые компетенции в области химии, физики, базовых наук, и это наши преимущества»,?
— уверен Антон Скибин.
Конечная цель хоть какого резидента инноваторского центра «Сколково» — это создание серийного производства. Сам Фонд «Сколково» поддерживает стартапы на шагах разработки, производства и испытаний опытнейших образцов, поиска инвесторов, потом к делу подключаются вкладывательные фонды и стратегические инвесторы.
К примеру, во всем, что касается новинок на транспорте, русские региональные вкладывательные фонды заинтересованы, и, чтоб развивать экономику региона, они готовы инвестировать в создание производства на собственной местности.
«И тогда мы передаем проект наших участников стратегическим инвесторам для налаживания производства, а разработчики могут браться за создание новейших продуктов»,?
— объясняет Антон Скибин. Так случилось и с ЗАО «Элтон», компанией, которая разработала системы скопления энергии для электрического транспорта.
«Это многотонные накопители, которые стоят стационарно и представляют собой что-то среднее меж традиционными конденсаторами и аккумуляторными батареями,?
— ведает генеральный директор компании Миша Родионов.?
— Электрический транспорт мы с вами лицезреем каждый день: троллейбусы, поезда, метро...
И вот, представьте, таковой накопитель стоит в туннеле метрополитена и возвращает в полезную работу до 30% энергии торможения поезда!
» С 2013 года системы скопления энергии торможения на базе суперконденсаторов «Элтон» эксплуатируются на 2-ух тяговых подстанциях столичного метро, завершается оценка их эффективности.
Разработаны технико-экономические обоснования внедрения накопителей для электрического и гибридного транспорта, и скоро продукт будет запущен в серийное создание.
Ну а компания «Элтон» не хочет останавливаться на достигнутом! «В данный момент более многообещающим направлением, позволяющим прирастить КПД транспортного средства, является электрификация привода,?
— считает Миша Родионов.?
— И самым действующим решением данной задачки будет разработка такового суперконденсатора, который станет наилучшим, более действенным накопителем энергии».