Sistemele de transport clasice utilizeaza carburanti pe baza de combustibili fosili. Desi din punct de vedere al tehnologiilor acestea s-au dezvoltat exponential, principalul inconvenient il constituie poluarea voluntara a planetei. Cu toate ca sistemele de ecologizare ale acestora sunt intr-o continua dezvoltare, un alt aspect este legat de epuizarea combustibilor fosili, in perspectiva previzibila de cca. 30-50 ani. Astfel, sistemul de transport electric (vehiculul electric) reprezinta o solutie viabila pentru transportul viitorului, viitor care isi are deja radacinile ancorate in prezent. Cercetarile privind aceste sisteme de transport se axeaza pe doua directii principale: - realizarea unor noi surse de stocare a energiei (surse de energie curata) si dezvoltarea celor existente; - dezvoltarea unor sisteme de propulsie electrica optimale din punctul de vedere al consumului energetic, tinand cont ca sursa de energie este limitata. Un sistem de transport electric este in general un vehicul electric al carui cuplu de propulsie este furnizat rotilor prin intermediul unui motor electric, care foloseste energia numai de la baterii, fie prin intermediul unui motor cu ardere interna care poate folosi ca sursa primara hidrogenul, benzina/motorina sau pila de combustie. Tehnologia de actionare electrica este folosita pentru vehicule incepand de la biciclete si scutere, pana la lifturi, electro-stivuitoare, automobile pentru golf, automobile de pasageri, autobuze, troleibuze, autovehicule comerciale. De asemenea, aceasta tehnologie este utilizata in porturile maritime si aeroporturi. Vehiculele electrice pot fi clasificate in patru categorii principale: vehicule cu baterie reincarcabila, vehicule hibride cu baterie reincarcabila, vehicule hibride si vehicule cu pile de combustie. La nivel mondial sunt urmarite, cu deosebit interes, cercetarile privind sistemele electrice de transport avand drept rezultat vehicule electrice cu randament crescut, cu siguranta in functionare si evident, fara emisie de noxe. Deja, marea majoritate a oamenilor utilizeaza spre exemplu autobuzul sau privesc cum bagajele lor sunt transportate catre avion, fara sa realizeze vreodata ca ei sunt deja beneficiarii tehnologiei sistemelor de transport electric. Astfel, se pot exemplifica cateva din aplicatiile sistemelor de transport electric: - transport comercial - taxi - Actionarea electrica este deosebit de utila pentru autovehicule cu opriri-porniri repetate, deoarece ea asigura recuperarea energiei de franare, care altfel, s-ar fi pierdut sub forma de caldura; aplicatiile tipice de transport comercial de astazi includ transportul urban de bunuri, taxi si vehicule militare; - transport public: autobuze, troleibuze, trenuri de mare viteza - Spre exemplu, in megaorasele ca New York, Seul sau Tokio, oferta de autobuze electrice din partea companiilor de transport este intr-o continua crestere, avand in vedere impactul asupra mediului inconjurator; de asemenea, autobuzele electrice sunt mai silentioase, iar durata de viata a sistemului de franare este practic dublata; - automobile electrice - Automobilele electrice hibride au fost introduse recent pe piata de consum, dovedindu-se tot mai populare in ciuda pretului ridicat; in viitorul apropiat, marea majoritate a companiilor producatoare de automobile au ca scop cresterea numarului de automobile hibride. Cu toate acestea, analistii economici preconizeaza, spre exemplu, ca piata americana de automobile hibride va reprezenta numai un procent de 3% pana in anul 2011, mai ales, datorita pretului ridicat. De aceea, cercetarile privind automobilele electrice pentru piata de consum raman aproape exclusiv in sarcina marilor companii producatoare de automobile; - depozitarea, circulatia marfurilor si transportul de persoane pe arii restranse - Vehiculele electrice, cum ar fi: elector-stivuitoarele, transportoarele de marfuri sau cele de persoane sunt larg raspandite in cadrul companiilor industriale, statiunilor turistice, campusurilor universitare. De exemplu, inlocuirea unui stivuitor, propulsat de un motor cu ardere interna, cu un electro-stivuitor este echivalenta cu scoaterea din circulatie a 170 de automobile conventionale; - transportul bunurilor si al persoanelor in aeroporturi sau porturi maritime - Tehnologiile de transport electric pentru aeroporturi includ: transportul bagajelor intre terminal si aeronava, carucioare electrice de bagaje si autovehicule de transport al persoanelor. Conform clasificarii vehiculelor electrice prezentata anterior, se pot pune in evidenta cateva dintre particularitatile

Vehicule hibride cu baterie reincarcabila:

Ca si alte hibride, vehiculele electrice cu baterie reincarcabila sunt propulsate cu ajutorul unui motor electric si al unuia cu cu ardere interna. Aceste sisteme de transport au un numar mare de baterii, care pot fi reincarcate de la o sursa externa de energie. De asemenea, pot functiona pe o distanta cuprinsa intre 20 - 60 km, daca motorul cu ardere interna este oprit. Stadiul actual al acestor vehicule este la nivel de prototip, urmand sa fie disponibile in viitorii ani.
Avantajele:
- reducerea consumului de carburant si a emisiei de noxe; recuperarea energiei in procesul de franare; capabilitate de emisie de noxe zero; reincarcarea bateriilor la un pret mult mai mic decat al carburantului, chiar in cazul pietei de consum.
Dezavantaje:
- costul si complexitatea celor doua sisteme de propulsie; cost initial ridicat; costul bateriilor si inlocuirea acestora; masa crescuta.
Cercetari:
- optimizarea sistemului electric din punctul de vedere al consumului energetic si al gabaritului; reducerea numarului de traductoare pentru controlul motorului electric.

Vehicule hibride:

Vehiculul hibrid foloseste pentru propulsie atat motorul electric cat si motorul cu ardere interna. Hibridul este proiectat sa capteze energia care in mod normal s-ar pierde la franare sau la coborare. Aceasta energie recuperata este utila pentru reincarcarea bateriilor (franare recuperativa), energie care este furnizata apoi motorului electric. Astfel, nu mai este necesara reincarcarea bateriilor de la o sursa de energie electrica exterioara. De-a lungul timpului, s-au dezvoltat doua tipuri de vehicule hibride: asa numitul vehicul hibrid „paralel", care utilizeaza motorul electric sau motorul cu ardere interna pentru propulsie, dar niciodata in acelasi timp, si vehiculul „serie", care utilizeaza motorul electric pentru furnizarea unui sruplus de putere motorului cu ardere interna, atunci cand este necesar (in timpul pornirii, opririi sau a accelerarii).
Avantaje:
- reducerea consumului de carburant si a emisiei de noxe; reducerea costurilor carburantilor; recupererea energiei prin franare recuperativa; utilizarea infrastructurii existente de alimentare cu carburant.
Dezavantaje:
- complexitatea celor doua sisteme de propulsie; cost initial ridicat.
Cercetari:
- optimizarea sistemului electric din punct de vedere al consumului energetic si al gabaritului; reducerea numarului de traductoare pentru controlul motorului electric.

Vehicule cu pile de combustie:

Pila de combustie combina hidrogenul si oxigenul pentru a produce energia utilizata de motorul electric care propulseaza vehiculul. Ceea ce se transmite in exterior este numai apa. Un numar important de vehicule cu pile de combustie se pot intalni pe sosele, cum ar fi: autobuze, autocamioane si vehicule militare.
Avantaje:
- eliminarea emisiei de noxe (CO2 sau alti poluanti); randament crescut in comparatie cu motorul cu ardere interna; securitate crescuta (nefiind utilizat carburant); potential energetic pentru eventualii consumatori exteriori; recuperarea energiei in procesul de franare.
Dezavantaje:
- durabilitate scazuta; costul ridicat.
Cercetarile sunt axate pe reducerea costurilor pilei de combustie, cresterea durabilitatii si optimizarea consumului de energie.

Vehicule cu baterie reincarcabila:

Vehiculele cu baterie reincarcabila utilizeaza numai bateriile pentru alimentarea motorului electric de propulsie. Acestea nu produc emisii de noxe. Bateriile se reincarca de la o sursa externa de energie electrica sau prin franare recuperativa. Aceste tipuri de vehicule sunt raspandite peste tot in lume, acoperind un domeniu foarte larg de aplicatii, ca spre exemplu: vehicule de viteza scazuta pentru transport/depozitare materiale, vehicule medicale, vehicule utilizate in aeroporturi si porturi maritime, vehicule pentru aplicatii industriale, constructii, transport de persoane in statiuni turistice, campusuri universitare, companii etc.
Avantaje:
- eliminarea emisiei de noxe (CO2 sau alti poluanti); securitate energetica datorita inlocuirii petrolului importat cu energie electrica produsa intern; reincarcarea bateriilor pe timp de noapte (in afara perioadei de utilizare) prin conectarea la o sursa standard de tensiune 110V/220V~; cost operational scazut; recuperarea energiei in procesul de franare.
Dezavantaje:
- autonomie redusa; numar mare de baterii, ceea ce conduce si la o masa totala crescuta.
Cercetarile sunt axate pe doua directii: imbunatatirea tehnologiilor de constructie a bateriilor in vederea obtinerii unei densitatii de energie din ce in ce mai mari, si optimizarea consumului de energie cu scopul cresterii autonomiei vehiculului (parcurgerea unui numar mare de kilometri pana la o noua reincarcare a bateriilor de la o sursa de energie externa).

Concluzii:

Avand in vedere ca mijloacele de transport conventionale (cu motoare cu ardere interna) constituie principala sursa de poluare chimica si fonica voluntara a planetei, cu noxe precum: CO, Nox, CH, particule de carbon, dar si emisii ce stimuleaza efectul de sera (Greenhouse - CO2), sistemele de transport electrice constituie o alternativa tot mai viabila pentru transportul persoanelor si bunurilor. De asemenea, pentru obtinerea unui randament cat mai ridicat si o siguranta sporita in functionare, trebuie dezvoltate sisteme electrice de propulsie optimale, din punct de vedere al masei, al consumului de energie electrica si al eficientei surselor de energie electrica. Un alt aspect al sigurantei in functionare este legat de utilizarea in sistemul electric de propulsie a unui mare numar de traductoare de pozitie, viteza si cuplu, care pot produce disfunctionalitati ale vehiculului in cazul defectarii acestora. In acest scop se efectueaza numeroase cercetari pentru realizarea sistemelor de actionare electrica fara aceste tipuri de traductoare, asa numitele sisteme de reglare sensorless. Astfel, in Europa a fost creat in 1998 un consortiu puternic de cercetare (The European Sensorless Drives Consortium) al carui director este prof. Peter Vas de la Universitatea Aberdeen din Marea Britanie, care are scopul de promovare si aplicare a acestor noi teorii de reglare. O alta latura a restrictiilor la nivel mondial o reprezinta imputinarea resurselor clasice (petrol, gaze, carbune), concomitent cu cresterea exponentiala a cererii de energie. Aceasta se manifesta foarte clar prin cresterea exagerata a pretului mondial la combustibilii fosili. Ca urmare, toti marii participanti la economia mondiala depun eforturi pentru gasirea unor solutii. In acest sens au luat fiinta patru mari centre de putere: SUA, Europa, Coreea de Sud si Japonia. In ultima decada, mai ales, sumele investite au capatat valori uriase. Numai guvernul SUA de exemplu a investit peste 2 miliarde dolari in ultimii trei ani. In Europa, dar si in Asia si SUA, producatorii de vehicule au o politica de cercetare foarte dezvoltata in ceea ce priveste vehiculele electrice cu baterie, hibride sau cu pile de combustie. Este implicat, de asemenea, un numar important de industrii conexe, spre exemplu: producatorii de baterii, componente electronice, motoare electrice, universitati si institute de cercetare. Furnizorii de energie electrica sunt si ei foarte interesati, deoarece vehiculul electric prezinta un potential urias pentru piata acestora. De asemenea, este unanim acceptat ca, vehiculele electrice cu baterie reincarcabila (asa numitele "vehicule electrice pure" ) au un potential extrem de mare pentru "piata de nisa" cum ar fi: transportul urban de marfa, autobuze, vehicule destinate aeroporturilor, serviciilor postale, depozitarea si transportul materialelor, constructii etc.

Diagrama executiei proiectului:

Ultima actualizare: 06 Aprilie 2007 .