fredag 8 maj 2009

Varför eldrift äger, vol 2

Vad är vitsen med att producera el med en förbränningsmotor i en bilen för att kunna köra på el? Varje gång man gör en energiomvandling förlorar man energi så att göra som Albert skriver är att göra etter värre
Förbränningsmotorers verkningsgrad (dvs hur mycket "nyttig" effekt de får ut jämfört med hur mycket de stoppar in) är beroende av varvtalet på förbränningsmotorn. För ett speciellt varvtal, det optimala varvtalet, är verkningsgraden som högst. Vid alla andra varvtal är verkningsgraden lägre.

Om man endast har en förbränningsmotor i bilen så har man få möjligheter att reglera varvtalet kontinuerligt. Om man till exempel vill accelerera måste varvalet ökas, och då kommer verkningsgraden att sjunka.

Elmotorer har inte samma samband mellan varvtal och verkningsgrad. En kan, i relation till en förbränningsmotor, sägas ha samma verkningsgrad (över 90 procent) oavsett vartal. Om man däremot använder en förbränningsmotor för att driva en generator och ladda batterierna kan denna förbränningsmotor tillåtas köra på sitt optimala varvtal hela tiden. Det är det som gör att systemets verkningsgrad kan bli större än om man endast använder en förbränningsmotor, trots den extra energiomvandligen.
Ett vanligt bilbatteri är på cirka 50 Ah. Ett batteri för att driva en bil några mil måste rimligen vara avsevärt större. Att ladda ett sådant på några minuter på några minuter tror jag inte på.
Problemet med eldriva bilar är den begränsade räckvidden. Slår man på kupévärme och defroster plus kanske lite extraljus lär man inte komma så långt. En vanlig bil som drivs med bensin eller diesel går inte långsammare för att man slår AC, extralampor, värme i sätena mm utan det blir ökad bränsleförbrukning. Men eftersom de fossila bränslena har hög energitäthet gör det inte någon skillnad i räckvidd som har praktisk betydelse. Men minskar man räckvidden för en elbil tar man från något som ändå är en tungt begränsande faktor.
AC lägger på en extra belastning på förbränningsmotorn när den är igång, vilket kan ge upp till 20 procent försämrad bränsleekonomi.

Att bilen "inte går långsammare" beror på att bränslesystemet kompenserar för den ökade belastningen genom att ge mer bränsle till motorn och eftersom dagens bilar är så överdimensionerade effektmässigt påverkas knappast hastigheten vid normal körning.

Har man en äldre och svagare bil, och ska ta sig upp för en synnerligen brant uppförsbacke, kan man dock känna stor skillnad om ACn är på eller av. Likaså om man ligger och pressar på Autobahn. Med samma mängd energitillförsel så går bilen långsammare, men bilen prioriterar din upplevelse, inte bränsleekonomin.

Tesla Roadster har ett batteripaket på 53 kWh som ger en räckvidd på mellan 27 och 42 mil beroende på körstil, AC, mm, den kan laddas från noll till fullt batteripack på 3.5 timmar eller på två timmar om man bara kört 16 mil (vilket de resonerar verkar som en mer normal tripp).
Vad man skulle vinna med att släpa på ett dieseldrivet elverk förstår jag inte definitivt inte.
Om man inte tror att det går att ladda elbilarna snabbt nog och har fått för sig att man bara måste kunna köra superlångt med sin bil (trots att det händer riktigt sällan för det allra flesta, yrkesförare är en annan fråga) så finns det fortfarande möjligheter att använda en elbil.

Som jag diskuterat ovan så skulle en sådan lösning (tack vare att dieselaggregatet kan köra på sitt optimala varvtal) vara mer effektiv än att köra en traditionell bil. Dessutom skulle man faktiskt ha en elbil när man kom fram, med alla fördelar som det innebär när man vill köra inte fullt så långa sträckor.
Visst går det åt mindre elkraft på nätterna men processindustrin går dygnet runt. Nattetid sparar nu vattenkraftverken på vatten för att ha tillräckligt att möta toppar med. Mer el kommer det att gå åt med en stor andel eldrivna bilar och denna el måste tas från någon slags kraftverk. Till detta kommer att elnätet redan nu är mycket ansträngt.
Ja, det kommer att krävas mer el, men Svensk Energi verkar tycka att det inte ska vara några problem att kräma ut de 10 TWh extra el som skulle behövas.