211service.com
Volgende halte: Ultracapacitor-bussen
Gemeentelijke vervoersbedrijven hebben in de loop der jaren geprobeerd de ecologische voetafdruk van hun busvloten te verkleinen met behulp van een reeks opties, van biobrandstoffen en waterstof tot batterijen en hybride-elektrische diesel. Nu zeggen een Chinees bedrijf en zijn Amerikaanse partner dat ultracondensatoren de groenste en meest economische manier kunnen zijn om stadsbussen van stroom te voorzien.
Snellader: Een bus die volledig op ultracondensatoren rijdt, laadt op bij een bushalte in Shanghai. De bussen kunnen slechts drie tot vijf mijl reizen tussen de oplaadbeurten, maar de ultracondensatoren zorgen voor snel opladen bij aangewezen bushaltes.
Er is maar één addertje onder het gras: de beste ultracondensatoren kunnen slechts ongeveer 5 procent van de energie opslaan die lithium-ionbatterijen bevatten, waardoor ze beperkt blijven tot een paar kilometer per lading. Dit maakt ze ondoeltreffend als energieopslagmedium voor personenauto's. Maar wat ultracondensatoren aan bereik missen, maken ze goed door hun vermogen om snel op te laden en te ontladen. Dus in voertuigen die vaak en voorspelbaar moeten stoppen als onderdeel van de normale werking, begint energieopslag uitsluitend op basis van ultracondensatoren zinvol te worden.
Sinautec Automobile Technologies , gevestigd in Arlington, VA, en zijn Chinese partner, Shanghai Aowei Technology Development Company, hebben de afgelopen drie jaar de aanpak gedemonstreerd met 17 stadsbussen met eenenveertig zitplaatsen aan de rand van Shanghai. Op 21 oktober bieden de twee bedrijven een eendaagse demonstratie aan de American University in Washington, DC, waar een minibus met 11 zitplaatsen op ultracondensatoren de hele dag mensen rond de campus zal brengen.
De kunst is om een aantal bushaltes langs de route om te bouwen tot oplaadstations, zegt Dan Ye, uitvoerend directeur van Sinautec. In tegenstelling tot een conventionele trolleybus die voortdurend een bovengrondse hoogspanningslijn moet raken, nemen de ultracondensatorbussen van Sinautec elke twee of drie mijl grote slokjes elektriciteit bij aangewezen laadstations, die ook dienst doen als bushaltes. Bij deze stations komt een collector bovenop de bus een paar meter omhoog en raakt een bovengrondse laadlijn. Binnen een paar minuten zijn de ultracondensatorbanken die onder de busstoelen zijn opgeslagen volledig opgeladen.
Het is een briljant concept, zegt ultracondensatorexpert Joel Schindall , hoogleraar elektrotechniek en computerwetenschappen aan het MIT. Het is niet erg geschikt voor alleen elektrische auto's, maar het is praktisch om om de paar stadsblokken een bus te stoppen.
De bussen kunnen ook energie van het remmen opvangen en het bedrijf zegt dat oplaadstations kunnen worden uitgerust met zonnepanelen (hoewel dit vooral is om de perceptie te vergroten dat de voertuigen een lagere ecologische voetafdruk hebben). Ye zegt dat de bussen 40 procent minder elektriciteit verbruiken in vergelijking met een elektrische trolleybus, vooral omdat ze lichter zijn en de voordelen van regeneratief remmen hebben. Ze zijn ook concurrerend met conventionele bussen op basis van brandstofbesparing gedurende de 12-jarige levensduur van het voertuig, gebaseerd op de huidige olie- en elektriciteitsprijzen. Sinautec schat dat een van zijn bussen een tiende van de energiekosten van een dieselbus heeft en een brandstofbesparing van 200.000 dollar kan opleveren.
De ultracondensatorbus is ook goedkoper dan lithium-ionbatterijbussen, zegt Ye. We gebruikten de Olympische (lithium-ion) bus als model en vonden de onze ongeveer 40 procent goedkoper met een veel betere betrouwbaarheidsbeoordeling. Ye voegt eraan toe dat de voordelen voor het milieu overtuigend zijn. Zelfs als je de smerigste kolencentrale ter wereld gebruikt, genereert deze een derde van de koolstofdioxide van diesel wanneer deze wordt gebruikt om een ultracondensator op te laden.
De bussen in de pilot in Shanghai zijn gemaakt door Sunwin Bus, een Chinees joint venture-bedrijf met Volvo uit Zweden, en maken gebruik van ultracondensatoren die zijn vervaardigd door Shanghai Aowei. Foton America Bus, gevestigd in Germantown, TN, zal de ultracondensatorbussen produceren die in de Verenigde Staten zullen worden verkocht. De ultracondensatoren zijn gemaakt van actieve kool en hebben een energiedichtheid van zes wattuur per kilogram. (Ter vergelijking: een krachtige lithium-ionbatterij kan 200 wattuur per kilogram bereiken.) Clifford Clare, chief executive van Foton America, zegt dat er begin volgend jaar nog eens 60 bussen zullen worden geleverd met ultracondensatoren die 10 wattuur per kilo leveren. kilogram.
Die in Shanghai zijn nu drie jaar onderweg zonder incidenten, zonder enige storing, wat in de busindustrie fenomenaal is, zegt Clare, die eraan toevoegt dat zijn bedrijf in gesprek is met New York City, Chicago en enkele steden in Florida over het testen van de bussen. Het zal uiteindelijk een derde generatie van het product zijn, die 20 mijl [bereik per lading] of beter zal geven.
Sinautec is ook in gesprek met MIT's Schindall over de ontwikkeling van ultracondensatoren met een hogere energiedichtheid met behulp van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuisstructuren die de apparaten meer oppervlakte geven om een lading vast te houden.
Tot nu toe zijn we in staat om twee keer de energiedichtheid van een bestaande ultracondensator te krijgen, maar dat is niet genoeg, zegt Schindall. We proberen ongeveer vijf keer te komen. Schindall zegt dat dit een ultracondensator zou creëren met een kwart van de energiedichtheid van een lithium-ionbatterij.
Op dit moment kunnen de [Foton]-bussen slechts om de andere haltes rijden, een bereik van ongeveer 5 of 10 stadsblokken, en dat is oké voor sommige routes, maar hier in de omgeving van Boston zou dat te ver [tussen oplaadpunten] zijn, voegt Schindall toe . Als ze dat zouden kunnen verdubbelen of zelfs verviervoudigen, zou het aantal routes waarvoor het een technische oplossing zou kunnen zijn met een orde van grootte toenemen.
Er zijn nog enkele andere belangrijke beperkingen. De 41-passagiersbussen, gebaseerd op de huidige technologie, verliezen 35 procent van hun bereik wanneer de airconditioning is ingeschakeld (van ongeveer 5 mijl tot ongeveer 3 mijl) en hebben een zwakke acceleratie. Maar zelfs onder deze omstandigheden zouden ze nog steeds praktisch kunnen zijn voor gemeente-, campus-, luchthaven- en toeristenbussen.
We willen een groot deel van de dieselvloot in de Verenigde Staten vervangen, zegt Ye. We hebben laadstations nodig op verschillende punten van het netwerk, maar naarmate de energiedichtheid toeneemt, zal het aantal stations afnemen.