Nowa technologia zrewolucjonizuje silniki elektryczne
Przyszłością transportu są nie tylko elektryczne samochody, ale również elektryczne samoloty i pojazdy kosmiczne. Już teraz w Norwegii testowane są dwumiejscowe samoloty elektryczne, a pierwsze pasażerskie loty planowane są w 2025 roku. Problemem w rozwoju elektromobilności jest wysokie zużycie energii w silnikach elektrycznych. W najbliższym czasie ta bariera może już jednak zniknąć. Estoński start-up opracował technologię, która pozwala pojazdom elektrycznym zużywać mniej energii z akumulatora, a tym samym – znacząco zwiększa ich zasięg.
Pojazdy z napędem elektrycznym są przyszłością transportu. To nie tylko samochody i autobusy, których jest coraz więcej na ulicach – np. w Skandynawii już teraz ponad połowa nowo rejestrowanych pojazdów to hybrydy lub pojazdy elektryczne. Ekologiczne mogą być też samoloty i pojazdy kosmiczne. Największymi barierami w rozwoju elektromobilnosci były dotychczas niska dostępność stacji ładowania i żywotność baterii. Dzięki estońskiemu start-upowi, jedną z tych przeszkód można wyeliminować.
– Jesteśmy małym startupem, który wynalazł nowy sposób sterowania silnikami elektrycznymi. Cechuje się on większą wydajnością energetyczną niż obecnie dostępne rozwiązania. Stworzyliśmy innowacyjną technologię napędzającą wybrane silniki przy mniejszych stratach ciepła i energii. Dzięki temu każdy elektryczny pojazd może przebyć dłuższy dystans, pobierając mniej energii z akumulatora – tłumaczy agencji informacyjnej Newseria Innowacje Pavel Kirienko z firmy Zubax Robotics.
Opracowana przez Zubax Robotics technologia pozwala pojazdom elektrycznym zużywać mniej energii z akumulatora. Wysoka sprawność i wynikający z tego mniejsze rozpraszanie ciepła pozwala napędom osiągnąć wyższą wydajność w mniejszych obudowach. Lepsza jest też dynamika. Zastosowanie technologii w pojazdach elektrycznych przełoży się na ich większy zasięg. Jak podkreśla ekspert, technologia znajdzie zastosowanie zwłaszcza w sektorze kosmicznym oraz lotniczym.
– Moim zdaniem elektryczne statki powietrzne mają duży potencjał, który wykracza poza kwestie, takie jak niezawodność czy koszty. Na przykład podzespoły do pionowego startu i lądowania są bardzo trudne do zastosowania w silnikach o spalaniu wewnętrznym. Silniki elektryczne zapewniają natomiast nowe możliwości konstrukcyjne i mogą mieć znaczny wpływ na całą branżę – przekonuje Pavel Kirilenko.
Samochody elektryczne, choć w Polsce jest ich jeszcze stosunkowo mało, stają się coraz popularniejsze. To jednak dopiero początek na drodze elektrycznych środków transportu. Już wkrótce dołączą do nich elektryczne samoloty. Pierwsze testy już trwają. Avinor, czyli operator norweskich lotnisk poinformował, że do 2040 roku wszystkie krótkodystansowe loty w Norwegii będą się odbywać za pomocą elektrycznych samolotów. W 2025 roku mają się odbyć pierwsze loty pasażerskie. Opracowane przez Zubax Robotics rozwiązanie może ten proces przyspieszyć.
– Na pewno czekają nas zmiany na lepsze w dziedzinie akumulatorów i baterii, ponieważ istnieje ogólne zapotrzebowanie na wyższej jakości baterie do zasilania smartfonów, laptopów, samochodów elektrycznych, a obecnie także do elektrycznych statków powietrznych i satelitów. W sektorze panuje duży nacisk na opracowywanie coraz to lepszych technologii, więc w perspektywie kolejnych 5-10 lat czeka nas przełom – ocenia Pavel Kirilenko.
Firma Zubax Robotics zwyciężyła w konkursie dla start-upów PowerUp. W nagrodę, oprócz 30 tys. euro, dostała szansę na zaproszenie do prestiżowego akceleratora Highway by InnoEnergy.
Źródło:
Dane dotyczące Omegi 1 są faktycznie imponujące. Kompaktowa jednostka napędowa generuje 160 KM i 231 Nm przy masie własnej na poziomie 16 kg. Jest też maleńka, przez co łatwo będzie można łączyć ją w moduły. Np. dwie Omegi stworzą jeden 320-konny silnik. Teoretyczne dane mówią, że Omega 1 osiąga obroty jałowe przy 1000 obr./min, ale potrafi efektywnie rozpędzić się nawet do 25 tys. obr./min. Na dodatek Omega 1 może być zasilana różnymi rodzajami paliw. Konstrukcja jednostki napędowej determinuje, że powietrze, które trafia do komory spalania, jest skompresowane. Różnica pomiędzy zwykłym silnikiem z doładowaniem a Omegą jest taka, że w amerykańskim projekcie ciśnienie jest ok. 10 razy większe.
Omega 1 to silnik o nowatorskiej konstrukcji
Wynalazcy pokazali światu wirtualną koncepcję działania mechanizmu. Omega 1 składa się z trzech sekcji. W pierwszej z nich powietrze jest silnie kompresowane, po czym trafia do komory pośredniej, gdzie jest wtryskiwane paliwo. W następnej kolejności mieszanka trafia do ostatniej komory i tam dochodzi do spalania. Cały proces oparty jest na dwóch zsynchronizowanych ze sobą wałach. Konstruktorzy twierdzą, że Omega 1 jest mocniejsza, lżejsza, wydajniejsza i prostsza niż silnik turbinowy.
Na czym to polega? Świeca w silniku HCCI potrzebna jest tylko do początkowego zapłonu. Następnie, gdy silnik się już rozgrzeje, dochodzi do samoczynnego zapłonu mieszanki paliwowej pod dużym ciśnieniem. Specjalny wtryskiwacz podaje jednorodną mieszkankę w postaci mgły do komory spalania. Rozkład paliwa jest równomierny w całej komorze, a po zwiększeniu ciśnienia przez tłok i podniesienia tym samym temperatury – dochodzi do zapłonu. Stopień sprężania jest zbliżony do tego znanego z silników diesla. Świece pomagają ewentualnie w pracy podczas jazdy z wysoką prędkością.
– Naszym zdaniem konieczne i kluczowe jest szukanie idealnego silnika o spalaniu wewnętrznym. Elektryfikacja jest potrzebna, ale najpierw potrzebne są dobre silniki spalinowe spalania wewnętrznego – mówił Kiyoshi Fujiwara, szef działu badań i rozwoju, cytowany przez agencję Reutera.
Mazda nazwała nowy silnik SKYACTIV-X. Firma nie planuje udostępniania technologii innym producentom. Nie zmieniają się też dotychczasowe plany dotyczące silników elektrycznych – Mazda zamierza wprowadzić je do swoich samochodów w 2019 roku.
Masamichi Kogai, dyrektor generalny Mazdy | Koki Nagahama / Getty Images
Święty Graal silników spalinowych
Po raz pierwszy o silnikach tego typu wspomniano w 1979 roku. Od tamtej pory największe firmy starały się wprowadzić technologię w swoich samochodach produkcyjnych – bez skutku.
Nad silnikami HCCI pracują m.in. Daimler czy General Motors. Firmy pokazywały prototypy takiego rozwiązania dziesięć lat temu. Wciąż jednak testują rozwiązanie.
WARTO WIEDZIEĆ: