Elektromobil na síť i na Slunce
27. 6. 2009
Jsme na Autosalónu v Brně. Jedinečná příležitost vidět automobily současnosti, ale i blízké budoucnosti. Jeden z těch trendů je jasný: končí doba velkých, těžkých aut, která mají velkou spotřebu, nastává doba elektromobilů. V současné době si můžeme auta nabít už na sto dvaceti stanicích. Můžeme je ale nabíjet i z větru, vody a solární energie. Nové ohebné solární články dodávají proud pro nabíjení, i když je pod mrakem, a elektromobily tak mohou za měsíc ujet až pět set kilometrů. Michael s Filipem se rozhodli, že si zkusí takový elektromobil poháněný slunečními články postavit. Alespoň jako malý model.
Filip: Většina mužských a jistě i nejedno ženské srdce plesá při pohledu na tyhle plechové i plastové nádhery.
Michael: Jsme na Autosalónu v Brně.
Filip: Jedinečná příležitost vidět automobily současnosti ale i blízké budoucnosti.
Dívka: Ahoj kluci, máte krásný auto. Nechcete pomoct?
Michael: Jistě, jistě, pojďte holky.
Filip: Jasně, jasně. Díky…
Michael: To je ončo, holky… Některý auta opravdu mají výhody.
Michael: But we’re not just interested in the cars themselves, but we’re also here to take a look at the new trends in the car industry.
Nás však nezajímají jen samotná auta. Jsme tu také proto, abychom se podívali na nové trendy v automobilovém průmyslu.
Filip: Jeden z těch trendů je jasný: končí doba velkých, těžkých aut, která mají velkou spotřebu.
Michael: And demand is growing for cars that are more friendly towards our ecology and the environment and have a better fuel economy like this hybrid car.
Rostou požadavky na auta, která jsou ohleduplnější k životnímu prostředí a lépe využívají palivo – jako tento hybrid.
Michael: Or even better are vehicles that run on a 100 percent electricity like this very elegant moped.
Nebo ještě lepší jsou vozidla, která jezdí výlučně na elektřinu, jako tento velmi elegantní moped.
Michael: A řeknu vám, elektřina má pěknou sílu.
Filip: Vraťme se o sto let zpátky, k počátkům elektroautomobilizmu. Vypřáhli se koně a kočáry začaly jezdit samy.
Na samém počátku věku automobilů stály vedle sebe rovnocenně pohon parním strojem, spalovací motor na benzín a – elektromobily.
Filip: Toto je replika jednoho z prvních elektroautomobilů na světě. Byl vyroben v roce 1906 v Janově. Abyste mi věřili, že tady není motor, myslím spalovací, vidíte: baterie.
Filipovi stačilo jen pár sekund k seznámení. Dva vypínače, sešlápnout pedál akcelerátoru a jedeme.
Filip: Hmotnost jedna tuna. Jelo to rychlostí třiceti kilometrů za hodinu s dojezdem osmdesát až sto kilometrů.
Při pohledu na svižného stoletého veterána vás určitě překvapí, že jako první překročil rychlost sta kilometrů v hodině už roku 1900 právě elektromobil.
Filip: Poháněly to dva elektromotory o výkonu až pěti kilowattů.
Michael: From its electric beginnings the cars soon adopted the patrol fuelled engine, which is still with us today.
Auta po svých elektrických začátcích brzy přijala benzínový motor, který je tu s námi dodnes.
Filip: Dnes tu máme obrovské množství benzínových čerpadel, máme tady zázemí v podobě servisů a prodejen. No a je to taky pohodlné. S benzínovými a naftovými motory se prostě dostanete kdykoliv kamkoliv.
Michael: But what is the difference between a petrol engine and an electric powered car? Let’s take a look under the bonnet.
Jaký je ale rozdíl mezi autem poháněným benzínovým a elektrickým motorem? Podívejme se pod kapotu.
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Jsou tady baterie, řídicí jednotka, tlusté kabely, pod tím vším je elektrický motor – přímo mezi hřídeli, elektrický posilovač řízení, elektrický posilovač brzd. A co tady zůstalo – nádržka na ostřikovače a nádržka na chladič.
Michael: Ale co chladič, chladí?
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Chladič chladí baterie. Tedy ne proto, že by se přehřívaly, ale proto, aby měly všechny stejnou teplotu. Aby se stejně nabíjely vzadu i vpředu.
Michael: Kde se to nabíjí? Tady někde?
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Tady, zboku. Na to máme běžný kabel. A toto stačí dát do zásuvky v kuchyni.
Michael: Na jak dlouho?
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Na tři hodiny na sto kilometrů.
Michael: Stačí tři hodiny a můžu jezdit sto kilometrů.
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Můžeme použít třífázovou zásuvku, a pak nám stačí dvacet minut.
Michael: Dvacet minut pouze. Takže můžu případně zajet na nějakou benzínku nebo “elektřinku”, dát si kávičku, trošku pauzu, dvacet minut, a zase odjedu?
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Ano. Máme sto dvacet takových míst v České republice.
Michael: Sto dvacet až?
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Ano.
Michael: Máte samozřejmě zkušenosti s benzínovými auty a teď máte dlouhodobé zkušenosti s elektrickými auty. Jaké jsou podle vás ty nevýhody a výhody?
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Nevýhodou je vyšší cena při nákupu elektrického auta a výhodou jsou až desetkrát nižší provozní náklady.
Michael: But my favorite thing about electric cars is that they can even make use of renewable sources of energy.
Na elektromobilech si ale cením, že mohou využívat i obnovitelné zdroje energie.
Ing. Jaromír Marušinec, Český klub elektromobilů: Můžeme nabíjet z větru, z vody i ze solární energie. Tato plocha kupříkladu stačí na ujetí patnácti kilometrů denně, když na to trvale svítí slunce. A tato je zase účinnější na rozptýlení světlo.
Filip: Fotovoltaické články dokáží napájet nejenom automobily, ale také klidně třeba celou vesnici. Jako třeba zde u Vojkovic, jižně od Brna.
Michael: In basic terms solar panels are constructed from two layers of silicon. The first layer has an excess of electrons. We call this a negative type silicon or n-type silicon. The second layer is missing some electrons. It has electron holes. We call this positive type silicon or p-type silicon. When sunshine, when photons from the Sun fall upon the negative n-type silicon layer, the excess electrons gain energy and jump over into the bottom p-type silicon layer , where the electron hole are. This movement of electrons generates a direct current, which flows into these boxes, which change that direct current into an alternating current. That flows into the electricity system, the network, and feeds the entire village.
Solární panely jsou v podstatě sestaveny ze dvou vrstev křemíku. První vrstva má nadbytek elektronů. Označuje se jako negativní křemík nebo polovodič typu N. V druhé vrstvě elektrony chybějí. Má elektronové díry. Označuje se jako pozitivní křemík nebo polovodič typu P. Když fotony ze Slunce dopadají na křemíkovou vrstvu typu N, nadbytečné elektrony získají energii a přeskakují dolů, do křemíkové vrstvy typu P, v níž jsou elektronové díry. Tento pohyb elektronů vytváří stejnosměrný elektrický proud. Ten směřuje do těchto krabic, které mění stejnosměrný proud na střídavý. Ten pak běží do elektrické sítě a zásobuje celou vesnici.
Filip: Teda Michaele, ty máš fakt krásnej mobil. Já mám teda taky mobil, je trošku starší, ale furt vrní krásně…
Michael: Opravdu ti vrní? A dobře?
Filip: Pořád vrní, pořád…
Michael: Ale Filipe, můžeme si je vyměnit? Tedy moje za tvoje?
Filip: Jako vážně?
Michael: Je to možný? Můžu?
Filip: Tak jo. Počkej, tady máš ještě šroubek – k tomu patří…
Michael: Hele super, díky moc.
Filip: Není zač, není zač. No ti Britové jsou opravdu nějaký… K čemu bude potřebovat starej mobil?
Michael: Velký šroubovák. Baterie pryč.
Michael: Malý šroubovák… Pinzetu.
Michael: tomuhle jsem potřeboval starý mobil. Je to vibrační motorek.
Ať vás nemate poněkud zvláštní sestava pomůcek. Zubní kartáček i krásný modrý solární článek totiž budou součástí speciálního hýbadla, které začíná vznikat pod Michaelovýma rukama.
Filip: Michael se za mé asistence změnil na modeláře – elektronika. V malém solárním článku se k elektrickým vývodům z obou stran připájí jemné měděné drátky.
Jako držák článku poslouží trošku tlustší drátek. Pomocí tavného tepelného lepidla jej připevníme ke kartáčku, stejně jako miniaturní vibrační motorek ze starého mobilu. Ještě připájet drátky od solárního článku ke kontaktům motorku – a hotovo. A teď pozor! Sledujte!
Solární článek dodává proud motorku. Ten se roztočil a svými vibracemi posouvá kuriózní hybadélko ve směru, kterým na začátku Michael sestřihl štětiny kartáčku. A tady je důkaz, že hýbadlo skutečně napájí solární článek.
Michael: If we add to this principle some imagination and work on design, engineering of it, we can form more elegant and advanced models. Have a look at this.
Když k tomuto základu přidáme trochu představivosti a zapracujeme na designu a konstrukci, můžeme vytvořit elegantnější a dokonalejší modely. Podívejte se na tenhle.
Tahle vozidla jsou už mnohem náročnější konstrukčně i na provedení. Správně tušíte, že na tohle bychom si s Michaelem vůbec netroufli.
Filip: Ví o tom své experimentátor, vizionář slunečního věku a autor těchto krásných modelů – Jakub Kákona z jižních Čech.
Podílet se na vývoji článků, které budou s vyšší účinností převádět sluneční světlo na elektřinu – to je velká příležitost pro mladé.
Michael: Cítíte to? Žádné emise, žádný smrad, žádný prach… a žádný oxid uhličitý. Jedem, pánové!
Autoři: Vladimír Kunz, Michael Londesborough