Nei miei post precedenti, ho sottolineato l'importanza di elettrizzare anche i camion pesanti, vista la loro significativa quota del nostro consumo di petrolio in Quebec. Di recente ho aggiornato la mia conferenza Ride Without Petroleum e ho colto l'occasione per creare un nuovo grafico che dia lo stato di 2011, per tutti i settori del trasporto in Quebec. Se consideriamo solo il trasporto su strada, i camion pesanti rappresentano il 25% del consumo di petrolio in 2011 in Quebec.
Ti ho già detto quale pensavo fosse la soluzione migliore per elettrificare gradualmente i camion pesanti, un gruppo di trazione elettrica con portata estesa. Ricaricando una batteria di 100 km di autonomia durante la notte e due ricariche veloci (10 minuti) il giorno otteniamo 300 km al giorno in modalità elettrica. Negli anni 10, con la riduzione del peso e del costo delle batterie, si sarà in grado di fare così 600 km con l'elettricità o 800 km con le ricariche rapide 3.
È quindi necessario sviluppare gruppi di trazione elettrica con range extender (detti anche sistemi ibridi di serie).
Questo è ciò che un gruppo di aziende ha appena fatto per consegnare il semirimorchio WAVE a Walmart, parte degli sforzi dell'azienda per ridurre il consumo di carburante e mantenere la propria flotta di camion. Un buon esempio di sinergia tra economia e ambiente. Vedere
http://www.greencarcongress.com/2014/03 ... -wave.html
e il video di Youtube
http://www.youtube.com/watch?list=UUT5J ... ER9X4_gtYk
Il profilo anche aerodinamico è reso possibile dall'uso di una microturbina come estensore di portata, che non richiede raffreddamento a liquido, quindi nessun grande radiatore di fronte al trattore. Inoltre, l'ingombro ridotto di questa microturbina consente di posizionarlo sotto la cabina di controllo, con il motore elettrico e le batterie, rendendo così possibile la stretta profilatura della cabina, che aumenta ulteriormente l'aerodinamica del trattore. La combinazione trattore-rimorchio offre l'20% in meno di resistenza al flusso d'aria, il che si traduce in una riduzione dell'10% nel consumo di carburante.
Walmart e i suoi partner non forniscono dati sui consumi per il semirimorchio WAVE, ma lo stimerò. L'ibridazione normalmente consente di ridurre il consumo di un camion da 10% a 25% a seconda che si stia guidando in autostrada o in aree urbane. Il significativo alleggerimento derivante dall'uso intenso di fibre di carbonio (quasi 2 tonnellate in meno per il rimorchio) potrebbe tradursi in un 5% in meno di consumo.
La batteria KN del trattore 45,5 dovrebbe fornire circa 50 km di autonomia in modalità elettrica, il che contribuisce anche alla riduzione del consumo di carburante. D'altra parte, l'efficienza di una microturbina è 30% (30% dell'energia chimica contenuta nel carburante viene convertita in energia meccanica), mentre un pesante motore diesel a pistoni raggiunge circa 40% d efficienza. Vi è quindi una diminuzione dell'efficienza causata dalla microturbina 25%. Consuma diesel ma funzionerebbe molto bene con gas naturale o biometano o persino biodiesel (ricavato dal riciclaggio dei grassi o dalla biosintesi).
Facciamo un bilancio. Si verifica una perdita di efficienza di 25% a causa dell'uso di una microturbina. D'altra parte si guadagna 10% con una migliore aerodinamica e si dice di 15% a causa dell'ibridazione. Per non parlare del fatto che la riduzione del peso può portarci un altro guadagno del 5%. Ora, ipotizzando un chilometraggio giornaliero di 500 km e una singola carica al giorno, la gamma di km 50 in modalità elettrica significa un altro guadagno 10% (che potrebbe essere aumentato considerevolmente aumentando la capacità della batteria e ricaricando tre volte al giorno). In breve, il semirimorchio sperimentale WAVE, così com'è attualmente, dovrebbe consumare circa il 15% di carburante diesel in meno rispetto a un convenzionale semirimorchio.
Ma non guardare solo al consumo di carburante. Va inoltre tenuto conto del fatto che non è necessario un elaborato sistema di raffreddamento (il raffreddamento ad aria è sufficiente) o un sistema di trattamento del gas post-combustione (meno inquinamento, anche senza catalizzatori o filtri). particelle o sistema di iniezione dell'urea). Inoltre, la microturbina ha solo una parte mobile che funziona con cuscinetti ad aria e non richiede lubrificazione. Quindi non abbiamo alcun cambio d'olio da fare. Infine non c'è valvola EGR (recupero gas di scarico) né turbo né intercooler. In breve, la manutenzione è MOLTO MENO, il che si traduce in una sostanziale riduzione dei costi operativi.
Per quanto riguarda le modalità di funzionamento del gruppo di trazione, ce ne sono tre: la MODALITÀ DI CARICA, la MODALITÀ ELETTRICA e la MODALITÀ IBRIDA.
In modalità di ricarica, se una stazione di ricarica non si trova nel raggio d'azione, la microturbina carica le batterie mentre il carrello è fermo. Nella modalità elettrica, il motore elettrico è alimentato solo dalle batterie. Quando il loro livello di carico raggiunge 50%, la microturbina si avvia automaticamente e funziona sempre alla sua velocità ottimale, dove il consumo di carburante è minimo. In modalità ibrida, la microturbina ricarica costantemente le batterie durante la guida, ruotando sempre alla sua velocità ottimale.
È molto eccitante vedere lo slancio dell'elettrificazione del trasporto guadagnare slancio, anche per i camion pesanti!
Bien cordialement
Pierre Langlois, Ph.D., fisico
