Deoarece am lipsit mult si simteam nevoia sa ma revansez cu ceva mai consistent si deoarece aceasta e o tema recurenta, m-am gandit sa scriu ceva despre asta. Ceva-ul s-a transformat urgent in cateva pagini si inca sunt in stadiul de generalitati. Ca de obicei acestea sunt pareri proprii bazate pe experienta altora si nu reflecta decat partial adevarul obiectiv. In consecinta nu vorbim de evanghelia dupa rumpi, puteti da linistiti cu parul.
Propulsia electrica sau “Jana nu e moarta, Jana se transforma”.
Deoarece ideea propulsiei electrice apare regulat m-am decis sa scriu cate ceva despre acest sistem. O sa incerc sa explic cat mai simplu fara a intra in detalii tehnice complexe, cu generalizari nepermise stiintific, in idea unei lucrari de popularizare.
Pentru inceput o idee de baza. In universal cunoscut energia nu se pierde. Acest lucru constituie adevarul pe care trebuie s ail aveti in vedere atunci cand va ganditi la propulsia electrica. De ce o sa vedeti mai incolo.
Propulsia electrica este viitorul. Propulsia electrica este mai eficienta. Propulsia electrica este ecologica. Propulsia electrica este inabusita de conspiratia mondiala a … (completati cu cine vreti). Si tot asa in acelasi spirit alte zeci de enunturi.
Toti am auzit aceste lucruri, unii le si credem, dar repetarea lor nu le face mai adevarate. Toate sunt mituri si se bazeaza pe confuzii intentionate sau nu.
Propulsia electrica nu este viitorul, este prezentul. Ea a existat de la inventarea motorului electric si a fost folosita constant pana azi. Da este viitorul in sensul ca va fi folosita in continuare. Poate chiar pentru mai multe lucruri decat azi. Primele barci electrice au aparut prin secolul 19, iar unele exemplare functioneaza pana astazi. Cu aceeasi tehnologie. Cam orice obiect plutitor imaginat de om a fost dotat candva undeva cu propulsive electrica. Unele concept au rezistat, altele au disparut de pe piata. acest lucru o sa se intample in continuare. Faptul ca unii nu stiu si altii uita convenabil aceste aspect nu e o scuza. Putina istorie de scapa urgent de acest mit. De la celebrul “gentlemens river launch” cu motor electric la portavion, propulsia electrica a dotat pe rand si sub diferite forme navele lumii. Dar acest lucru nu are nimic de-a face cu eficienta. Marele mit al eficientei este poate cel mai raspandit. Ca sa intelegem de cataloghez acest enunt in categoria miturilor trebuie sa aplicam idea de baza. Jana nu e moarta, Jana se transforma. In ce se transforma Jana si unde este important. Ce inseamna de fapt “propulsie electrica”? In cazul ambarcatiunilor de orice fel ne referim la miscarea acestora prin apa cu ajutorul unui sau mai multor motoare electrice. Singura problema este insa ca motorul nu misca barca. O sa spuneti cum adica, ce vorbeste asta, e tampit? Toata lumea stie ca daca sta motorul sta si barca. E adevarat, dar nu intotdeauna cand se misca motorul se misca si barca. Asta deoarece motorul misca elicea, zbaturile, pompele de presiune, orice numai nu barca. Respectivul dispozitiv misca barca. Propulsia inseamna miscare. Prin apa, prin aer, pe uscat, unde vreti. Iar pentru a misca ceva intr-un anumit fel este necesara o anumita cantitate de forta. In alte cuvinte energie. Iar cantitatea necesara nu tine de dispozitivul care asigura energia ci de caracteristicile fizice ale obiectului miscat si a mediului inconjurator in care se misca. Sa luam un exemplu usor de inteles pentru majoritatea cititorilor. Avem un Trabant si un Porsche. Luam motorul din Porsche si il transplantam in Trabant. Se va comporta Trabantul ca un Porsche? Bineinteles ca nu. Va fi mai incet pentru simplul fapt ca are o caroserie cu aerodinamicitatea unei caramizi si roti inguste. Pentru ambarcatiuni acest lucru inseamna ca forta necesara deplasarii este determinata de forma, greutate, tipul transmiterii fortei catre apa, etc. Cand vorbim despre eficienta in contextul propulsiei vorbim despre folosirea a mai putina energie pentru a misca acelasi obiect in aceeasi parametrii. Modul cum asiguram energia necesara, este indiferent. Daca vrem sa miscam barca un metru avem nevoie de aceasi energie indiferent ca vaslim, invartim elicea cu mana sau o misca vre-un tip de motor. Propulsia nu este electrica, este cu vasle, cu elice, cu zbaturi, reactiva, magnetica, cum vreti voi numai independenta de tipul motorizarii sa fie. De unde atunci aceasta idee a eficientiei propulsiei electrice? E simplu, ne intoarcem la Jana. Energia e un concept abstract care se manifesta sub diferite forme fizice. Orice exista contine energie iar orice forma de energie poate fi transformata in alta forma de energie. Nu traim insa intr-o lume ideala si astfel conversia directa dintr-o forma in alta nu este intotdeauna posibila, la fel cum nu este posibila conversia totala dintr-o forma in alta. O sa ma refer in continuare la cazul comun al ambarcatiunilor cu elice, dar se poate generaliza pentru orice tip de propulsie. Elicea impinge ambarcatiunea prin apa, motorul invarte elicea, ceva face motorul sa se invarta. Motorul este deci un transformator al energiei. In cazul motorului electric acesta transforma electricitate in miscare prin intermediul campurilor magnetice. In cazul motorului cu combustie interna sau externa acesta transforma energia expansiunii gazelor in miscare prin intermediul unui piston. Electricitatea ca si gazele vin si ele de undeva. Respectiv din generator (trecand optional prin baterie) sau din transformarea exploziva sau lenta a unui combustibil organic in gaze. Eficienta cu care motorul transforma combustibilul disponibil in miscare este dependenta de tipul motorului. Aici straluceste motorul electric cu o eficienta de pana la 98-99% in conditii ideale si 80-90% in conditii reale. O diferenta majora fata de pragul maxim de 50-60% ale unui motor cu combustie, nemaivorbind de diferenta uriasa fata de media motoarelor cu combustie care se situeaza in jurul valorii de 20%. Si uite asa ia nastere mitul eficientei. Motorul electric este cel mai eficient, deci daca am motor electric am cea mai eficienta propulsie.
Dupa aceleasi principii functioneaza si restul miturilor. Pana cand motoarele electrice nu vor creste in copaci productia lor va polua la fel de mult ca si constructia altor tipuri de motoare. „Energia verde” este alt mit. Panourile solare nu cresc nici ele in copaci iar turbinele eoliene si daca sunt din lemn generatoarele lor nu sunt. Majoritatea energiei de pe pamant provine de la soare, este deci energie nucleara transmisa noua prin intermediul radiatiei si transformata in fel si chip. Orice velier navigheaza datorita energiei atomice. Atata doar ca marele reactor de fuziune este tare departe si ne doare-n cot de deseurile toxice. Ceea ce nu ne afecteaza nu ne intereseaza.
Conspiratia mondiala pentru inabusirea noilor tehnologii, alt mit perpetuu. Da recunosc, el are o baza reala in sensul unei competitii acerbe intre detinatorii de tehnologii si priveste protejarea materialelor proprietare. In cazul motoarelor electrice ideea e futila, motorul electric nu e sub copyright, eficienta e aproape de maximul posibil iar singurele inovatii privesc procesele tehnologice de productie. Oricum majoritatea exemplelor aduse in sprijinul argumentului vin din domeniul chimiei bateriilor si nu a motoarelor. Un exemplu popular este bateria NiMH o evolutie a bateriei NiFe. Un concern producator de petrol cumpara licenta si fabrica doar baterii mici, neadecvate propulsiei automobilelor. Iese scandal, conspiratia e in floare. Realitatea? Lumea lucreaza la alte chimii de baterie, licenta e ocolita cu gratie, concernul ia plasa. Un alt exemplu popular, EV1, masina electrica lansata de GM apoi retrasa si distrusa. Urmarea? GM pierde trenul, japonezii castiga. Si oricum EV1 e asa mare inovatie tehnologica americana incat Renault si Citroen au deja de 20 de ani masini electrice in programul normal de productie cand se hotaraste si GM sa fabrice ceva. Doar ca nu le cumpara nimeni. Cine a ucis masina electrica? Consumatorul mancati-as. Iar daca cineva crede ca din momentul in care va aparea motorul cu apa acesta va costa 1 leu si apa va fi gratis, acela viseaza de fapt la schimbarea sistemului social si a mentalitatii oamenilor. Adica filosofie, politica si revolutie. Momentan daca o idee e susceptibila ca fiind generatoare de profit ea va fi aplicata. cu cat e mai mare profitul cu atat mai multi se vor ocupa de aplicarea ideii.
Si totusi daca motorul electric e asa eficient si lucrurile pot aduce profit de ce nu sunt toate barcile electrice? Pentru asta trebuie sa facem o incursiune in tehnica si economie.
Situatia tehnico-economica existenta:
Pana la inventarea unui mod de propulsie radical diferit de cele existente actual (de ex. magnetica pe baza campului magnetic al pamantului) sistemul de propulsie si motoarele electrice sunt cunoscute pana la epuizare. Problema vine de la urmatorul punct de conversie a energiei. Motorul instalat in ambarcatiune are nevoie de o sursa portabila de energie. Aceasta trebuie sa fie cat mai compacta posibil, astfel incat sa ramana cat mai mult spatiu util in barca. Vorbim astfel despre energie chimica. Pentru a elibera energia stocata chimic trebuie distrus materialul. Asta se intampla rapid la arderea combustibilului sau lent intr-o baterie. Problema devine astfel economica si se pune in felul urmator: care este necesarul de energie pentru deplasarea unei anumite ambarcatiuni, pe o anumita distanta cu o anumita viteza, care este eficienta totala a conversiei energiei chimice in miscarea barcii, si care este solutia tehnica cea mai buna din punct de vedere financiar si logistic. In cele ce urmeaza voi incerca sa analizez pe scurt solutiile tehnice actuale conform acestor criterii.
Modelul energiei nucleare:
Lantul schimburilor energetice este dupa cum urmeaza: Fisiune atomica – caldura – expansiunea gazelor – generator electric – motor electric – propulsor
Solutia are avantaje dar si dezavantaje majore. Combustibilul e ieftin, densitatea energetica e imensa, poti ignora cu gratie toate pierderile din sistem, nu polueaza la locul faptei. Ansamblul reactor / schimbator de caldura / turbina de abur constituie de fapt un motor cu combustie externa care antreneaza un generator. Problema e ca oamenii n-au reusit sa construiasca un reactor de fisiune sigur si complet automatizat. Adica daca vrei reactor trebuie sa dezbati problema radiatilor si a desurilor. Solutia a ramas apanajul guvernelor care pot ignora costurile.
Modelul combustibil organic (fosil sau nu):
Drumul Janei: combustibil organic (petrol si derivate, gaze, carbune, biomasa) – motor combustie interna sau externa – generator – motor. Vorbim despre lantul energie chimica – energie kinetica – energie electrica – energie kinetica.
Se numeste in mod popular propulsie hibrida si apare cel mai des sub forma propulsiei diesel-electrice. Pe locul doi sta propulsia cu turbina de aburi urmata de generator. Aceasta solutie se alege deoarece aburul poate fi produs cu orice combustibil.
Marele avantaj al modelului hibrid consta in eficientizarea greutatii si complexitatii sistemului. Acest lucru pare paradoxal la prima vedere dar privit de aproape isi dezvaluie avantajele. Ambarcatiunile opereaza in situatii diferite cu necesitati de putere diferite. Pentru a transmite puterea unui motor cu combustie asupra navei este nevoie de un sistem complex de modificare a turatiei elicii. Acest sistem consuma energie (prin frecare) este extrem de complex si sensibil (angrenaje cu roti dintate, sisteme hidraulice, etc.) si de la o anumita marime foarte greu. Ia astfel nastere o categorie de ambarcatiuni unde inlocuirea intregului angrenaj de transmisie cu un generator si un motor electric este mai eficienta din punct de vedere tehnico-economic. Din respectiva clasa fac parte ambarcatiunile de marime si tonaj mediu care necesita reactii rapide la modificarea turatiei. Problema? Pana sa ajunga transmisia destul de grea si complexa ca sa justifice inlocuirea ambarcatiunea a ajuns la cateva mii de tone si o putere instalata exprimata in megawati. Vorbim despre cargouri medii, nave de pasageri si de razboi. Sub aceste puteri si tonaje actionarea directa cu un motor cu combustie interna rapid (peste 2000 tur/min) este mai eficienta pentru ca nu exista pierderi de conversie a energiei chimice in energie electrica ci se transforma direct in energie kinetica. Daca se renunta la necesitatea manevrarii rapide se poate folosi un motor lent (pana la 250 tur/min) cu actionare directa a elicei, asa cum au majoritatea cargourilor.
Pentru ambarcatiunile de agrement solutia diesel-electrica nu se justifica deoarece eficienta totala a sistemului este sub eficienta actionarii directe. Pe romaneste spus daca ai un motor diesel cu eficienta de 20% un generator si un motor cu fiecare cu eficienta 98% ai o pierdere neta de 4%. In realitate pierderile sunt ceva mai mari, dar nu conteaza. Hibridul nu e viabil in domeniul agrementului.
Pentru a indulci afirmatia de mai sus inventatorii si marketingul au lansat doua solutii magice. Pila de combustie si motorul Stirling. Ambele solutii tehnice fac parte din modelul combustibil organic si sunt baloane de sapun. Sa va explic de ce. Pila de combustie este un dispozitiv care combina hidrogenul cu oxigen si scoate curent. Se cunoaste de aprox 150 de ani si pana acum nu exista aplicatii viabile pentru puteri aplicabile ambarcatiunilor de agrement. De ce? Din varii motive. Hidrogenul e extrem de greu de manevrat si nu exista infrastructura. Pilele derivate cum ar fi cea cu metanol nu au durata de viata si fiabilitatea corespunzatoare. Metanolul e scump, toxic si nu exista infrastructura de larg consum. Momentan e o teoretica tehnologie de viitor care ramane in domeniul aplicatiilor speciale unde nu conteaza banii si durata de viata. Motorul Stirling e un motor cu combustie externa care in loc de abur foloseste aerul ca mediu de transfer. Este eficient la puteri foarte mici, are avantajul ca poate folosi orice sursa de caldura, dar la puteri mai mari devine lucrurile se complica. E silentios si se preteaza la apelativul „ecologic”. Practic insa aplicatiile raman in domeniul micro si speciale. Chiar daca pe piata exista un generator cu eficienta declarata de 96% la o privire mai atenta veti constata ca este vorba de eficienta in cogenerare respectiv combinatia putere – caldura. Interesant pentru vacanta la Polul Nord. Eficienta maxima atinsa pentru putere este de maxim 50%. In conditiile speciale in care motorul Stirling ar fi potrivit pentru barca tot ramane problema eficientei modelului hibrid. Iarasi pierderi la transformare, vedeti mai sus.
Modelul pur electric:
Ultima varianta tehnica este solutia pur electrica. Pentru alimentarea motorului este necesara o sursa de curent portabila, respectiv un acumulator. Incarcarea acumulatorului se face din diverse surse de generare, disponibile la bord sau pe mal. In cazul in care acumulatorul nu poate fi reincarcat vorbim despre o baterie primara, adica despre un acumulator unde procesul de descompunere chimica nu este reversibil.
Marele avantaj este ca aceasta solutie este aplicabila la orice. De la gonflabila la submarin totul merge cu acumulatori. Problema o reprezinta bineinteles acumulatorii in sine. O scurta privire pe piata si in specificatiile tehnice si ti se face parul maciuca, mii de informatii despre fiecare tip, specificatii tehnice, avantaje/dezavantaje, laude/critici, te apuca groaza. In cele ce urmeaza o sa fac o scurta trecere in revista a celor mai importante tipuri existente actual astfel incat doritorii sa stie despre ce sa aprofundeze. Mai intai cateva chestii fundamentale despre acumulatori si rolul lor. Acumulatorul este o constructie care transforma energia electrica in energie chimica si invers. Caracteristicile care intereseaza sunt densitatea energetica (per kg si per metru cub) si rapiditatea cu care poate fi descarcat si incarcat.
Din pacate pana astazi bateriile inca nu au reusit sa ajunga la densitatea energetica a combustibilului fosil. Asta inseamna ca pentru aceeasi cantitate de energie disponibila in barca trebuie sa folosim mai mult spatiu. Mult mai mult spatiu. Cat de repede se incarca si descarca este important pentru a dimensiona bateria fata de motor si sursele de incarcare. Degeaba ai un motor tare si o baterie mare daca bateria nu livreaza energia decat foarte incet. E comparabil cu a incerca sa stingi un incendiu folosind un furtun cu diametrul de 0,5cm conectat la o cisterna mare. si invers e valabil, incercati sa umpleti cisterna cu acelasi furtun. Dupa ce va plictisiti repetati operatiunea cu un furtun cu diametrul de 10cm. In literatura va uitati deci dupa Wh/kg, Wh/l, MJ/kg, rata C, constanta Peukert.
Dupa chimia folosita avem cateva tipuri principale intalnite:
Plumb-acid cu toate variantele.
Acumulatorul cunoscut de la masina, tren, etc. Este foarte cunoscut si popular, este ieftin si usor de folosit. Din pacate este extrem de mare si greu pentru capacitatea oferita, si nu poate fi optimizat constructiv decat pentru un singur lucru. Adica ori stocheaza energie mai multa si o da cu taraita inapoi, ori stocheaza energie mai putina si da mai mult odata. Se vorbeste despre uzual despre acumulatori de tractiune si acumulatori de pornire. Acumulatorul de pornire, cel cunoscut de la masina, este optimizat sa dea mult curent odata. Daca il descarcati incet pe o perioada indelungata se strica. Cel de tractiune poate fi descarcat pe o perioada lunga, dar daca vreti curent mult odata trebuie sa supradimensionati bateria. Mai exista si ceva strutocamile, asa numitele baterii marine sau pentru rulote. Astea sunt un compromis intre cele doua tipuri, nu fac nimic bine dar se descurca onorabil in ambele roluri. Multa lume isi face treaba cu ele. Dar la drept vorbind tot solutia dedicata e mai buna. Dupa tipul constructiv avem baterii ude deschise, inchise si cu gel. In unele conditii (supraincarcare, descarcare rapida) bateriile elimina gaz (hidrogen) iar electrolitul se deterioreaza. La cele ude deschise acesta poate fi recompletat cu apa distilata, la restul nopate buna, bateria pierde capacitate si se deterioreaza ireversibil. In schimb bateriile inchise si cu gel sunt mai versatile in ceea ce priveste conditiile de pozitionare si montare.
Unde pot fi folosite? In principiu la orice tip de ambarcatiune de la gonflabila la submarin. Practica insa ne invata ca cea mai buna utilizare si-o gasesc la ambarcatiuni de deplasament care nu sunt sensibile la greutatea incarcata. Daca acest lucru este posibil ambarcatiunea poate fi din start proiectata astfel incat bateriile sa fie folosite direct pe post de lest interior. Nu incercati sa folositi acumulatori auto de start pentru tractiune nici macar la gonflabila. Nu o sa va bucurati mult de ei. Ce scrie pe eticheta acumulatorilor de pornire este capacitatea maxima de descarcare pentru cateva secunde, nu capacitatea nominala per ora. Daca nu ma credeti mergeti la magazin si solicitati o baterie de tractiune de acelasi amperaj ca si bateria de la masina personala. O sa fie mai mare si mai grea. Bateriile de tractiune sunt mai scumpe decat cele auto.
Nichel in diverse combinatii.
Dintre chimiile cu nichel retinem doar bateriile ude cu NiCd si cele uscate NiMH. Acumulatorii NiCd sunt interzisi in EU in aproape toate domeniile din cauza toxicitatii cadmiului. Totusi se gasesc prin masini, avioane si UPS-uri. Acest tip de acumulator are proprietati bune, livreaza curent mult si repede, poate sta descarcat fara sa se strice, poate fi reconditionat o perioada, e usor de folosit. Desi este mai usor decat acumulatorul Pb-Acid ocupa un spatiu mai mare datorita voltajului mai mic pe celula. Unde mai gasiti asa ceva? Pai sh de la avioane in principal sau de la electrocare si stivuitoare mai fitoase. Nu va speriati daca au stat 10 ani descarcati, majoritatea pot fi reconditionati. Atentie vorbesc despre acumulatori uzi nu despre baterii de lanterna. Acumulatorii NiMH sunt uscati si daca nu aveti chef sa va construiti propriul acumulator din baterii de lanterna mare singura solutie e sa gasiti o baterie de masina hibrida. Sunt mai usori si contin aproape dublu energia acumulatorilor NiCd dar nu pot fi reconditionati si nu rezista asa bine la abuz.
Litiu in diverse combinatii:
Acumulatorii cu litiu sunt o poveste in sine. Diverse chimii, diverse proprietati diverse preturi si aplicatii. Nu o sa intru in detalii aici,o sa fac doar o mica selectie bazata in principal pe pret si disponibilitate pe piata cu amanuntul:
Cea mai probabila optiune pentru mersul electric o reprezinta LiFePO4. Pentru noi ele vin din China (fac si altii dar creste pretul) sunt stabile, usoare, bune la ce vrem, exista solutii gata facute, bani sa fie. Raman scumpe pentru romani deoarece nu merita achizitionate decat noi. necesita electronica de control (subiect de discutii aprinse intre utilizatori) si scheme de incarcare dedicate. Dar se merita. Pretul actual se situeaza in jurul valorii de 1 USD/Wh ex works.
LiPo adica Litiu Polimer, acumulatori usori, buni, apar sub orice forma dorim. Au problemele lor, necesita electronica dedicata in orice caz, sunt mai scumpi decat LiFePO4, dar pentru anumite aplicatii sunt alegerea mai buna. O sa detaliez unde in sectiunea diy.
Mai exista zeci de alte chimii de acumulatori si baterii, inclusiv baterii nucleare. Daca ar fi sa pariez pe viitorul bateriei as avea alegeri dificile. Bateriile cu saruri topite (ZEBRA), Litiu-Sulf, etc. Dar pretul...
Toti acumulatorii au o perioada de viata limitata ori de ani ori de utilizare dupa chimie. Odata trebuie inlocuiti. Partea buna e ca pe an ce trece scad preturile. Partea proasta e ca apar alte chimii mai performante care costa mai mult.
Pentru a incarca bateriile, oricare ar fi ele, avem nevoie de un producator de energie electrica. Generatorul iese din discutie, altfel ne intoarcem la solutia hibrida. Ramane soarele, vantul si apa. In toate trei cazurile folosim energie nucleara din partea soarelui transformata in diverse moduri. Celulele fotovoltaice transforma direct energia luminoasa in electrica. Randament undeva intre 8 si 30% dupa tipul constructiv. Problema e simpla. Vrei energie ai nevoie de m2 de suprafata fara umbra. Orice umbra diminueaza semnificativ productia de electricitate. Toate indicatiile de pe eticheta sunt teoretice pentru conditii optime. Adica 12 ziua la tropice. In rest socotiti cu diverse scaderi de randament. Propulsia pur solara non stop este valabila doar pentru ambarcatiuni construite special in acest scop. de obicei catamarane mari, usoare, cu flotoare lungi si subtiri si un hectar de celule pe post de punte. Dar se poate circumnaviga asa. De preturi nu discut, ele fluctueaza constant si depind de tipul celulei. Energia eoliana, alta chestie cu probleme. Cand bate vantul este. Problema e ca nu bate cum trebuie. In cazul unui generator fix el este optimizat pentru conditiile prevalente locatiei. Barca e ca sa te plimbi, asa ca ori ai prea mult, ori ai prea putin. Scula face zgomot, e mare si incomoda, dar in conditii corecte poate incarca bateriile extrem de rapid. Asta bineinteles daca ele suporta. Hidrogeneratoarele, ultima moda, sunt bune daca te dai cu vele. Pentru ca daca nu te misti nu produc. Cu cat ai viteza mai mare cu atat produc mai mult si nu simti franarea aferenta. Ca nici ele nu sunt infailibile o demonstreaza editia Vendee Globe in desfasurare.
Dupa atata vorbarie ce-i ramane barcaholicului pasionat de electrica? In continuare o sa prezint cateva solutii tipice pentru cei care vor sa mearga electric, inclusiv abordari diy pentru romani bugetari.
Esti pescar sportiv in zona civilizata si din diverse motive vrei electric. Solutie viabila si disponibila pe bani putini, ori din comert de-a gata ori facuta cu mana proprie pe mult mai putini bani. Socotesti necesarul zilnic de energie in functie de barca si utilizare, mai pui o rezerva de 20%, iei o vasla de rezerva si gata treaba. Seara tragi la mal si bagi bateria la priza, acasa sau la hotel/pensiune/crasma din sat. Costuri minime. (200-2000 Euro dupa caz si eticheta)
Esti pescar serios, stai cu saptamanile in balta in salbaticie, mananci ce prinzi. Ai doua solutii. Dai bani buni pe panouri solare (eventual flexibile) ca sa reincarci bateriile, te rogi sa nu ploua si esti pregatit sa ramai fara curent daca trebuie, sau te lasi de electric, iti iei pe bani putini un outboard de 2-4CP (si mai mult daca vrei) si de restul banilor bagi benzina cativa ani. Alegerea ta.
Te plimbi pe ape interioare civilizate (adica prin canale, Germania, Franta, Marea Britanie, Olanda, lacuri de agrement). Propulsia electrica e valabila. Indiferent ca te plimbi in jurul lacului cu lotca sau faci turul Frantei prin canale cu rivercruiserul. Ceea ce difera sunt costurile si planificarea. Ai nevoie de putere zilnica instalata adecvata barcii si zonei de navigatie, un panou solar sa asigure intretinerea bateriilor cat nu folosesti barca (mic ieftin nu acopera decat autodescarcarea), un set complet de stechere si adaptoare pentru toate standardele de prize posibile de la mono- la trifazic plus un prelungitor luuuuuuuuuuuung, un incarcator destept si o planificare riguroasa a calatoriei. Daca in fiecare seara esti la pontonul potrivit singurul lucru care sta in calea electrificarii sunt asteptarile si bugetul tau. Daca vrei sa mergi cu 30 km/h sau cu palatul plutitor costa. Canalele oricum sunt limitate la 10 km/h, asa ca schimba-ti preferintele. Daca vrei pe Dunare sau Rin la deal, costa. Mai bine duci barca pe peridoc si vii la vale ca e mai ieftin. Cu care ocazie renunti la palatul plutitor si-ti iei o scula dedicata fluviului sau canalelor, cu optica clasica, gen river launch sau narrowboat. Poate sa fie si de plastic atata timp cat nu se vede. Daca vrei modernitate atunci iei un catamaran futurist. Oricum ar fi tine minte: barca lunga, ingusta, cu suprafata udata si greutatea minima pentru necesitatile tale te lasa cu mai multi bani in buzunar.
Esti velist adevarat. Stii sa ancorezi sub vele. Daca trebuie stii chiar sa andochezi sub vele. Nu navighezi dupa programul nevestei, soacrei, copiilor. Te intrebi de ce obiectul reproductiv cabalin plimbi in barca intre 15 si 100 de kg de fier si canistre imputite cand de fapt tu ai vrea sa plimbi greutatea respectiva sub forma de bere, mici si/sau fiinte frumoase care te ung la suflet, ochi si alte cele. Baga fieru la talcioc si ia o solutie electrica minima ca sa poti manevra in liniste barcazul in port cand esti singur si n-ai chef de acrobatii. Pretul e ca pentru pescari civilizati. Oricum cat bate vantul esti cu velele sus, si cand nu bate stai si te bucuri de greutatea pomenita ambarcata sub alte forme.
Esti in circumterra. Poti sa iei linistit si un motor electric mic ca probabil restul componentelor sunt deja pe barca, si tot ce-ti lipseste e motorul, elicea si comanda electronica a motorului (asta bineinteles daca nu mergi ca Slocum cu lampa cu gaz si sextantul. Nu subestimati consumul electric al unui cruiser modern). Daca sa renunti la fieratanie? Depinde. Crezi ca faci circumterra lejer si fara fier? Daca da arunca fieru, daca nu tine-l. Un outboard electric mic e bun oricum pentru rezerva, manevre, dinghi, bow-truster, etc.
Esti cruizar roman tipic. Iesi in weekend daca poti, sa dai o tura in delta, la bulgari, etc. Luni dimineata la 8 trecute fix vrei nu vrei esti la servici ca sa poti plati ipoteca, facturile si hainele la copilasi. Astepti concediul tot anul si faci planuri sa mergi in Turcia, Grecia, Croatia cu barcazul propriu cumparat cu sudoarea fruntii tale insotit de famelie si preteni. Lasa muica visele bulectrice ca nu-s de tine. Du fieratania din dotare regulat la service cum zice la manual, da-i combustibil de calitate si cand cade vantul baga motor. Nu-ti fie rusine ca faci motorsailing, esti in companie selecta. Motorul te scoate din gaura de vant, motorul iti asigura linistea familiala, respectarea programului si stabilitatea serviciului. Suntem in lumea moderna, facem ce face restul lumii. Asta-i adevarul.
8 pagini la un rand ajung deocamdata, o sa continui cu optiunile de electrificare in regim propriu a diverselor barcaze personale.
Propulsia electrica sau “Jana nu e moarta, Jana se transforma”.
Deoarece ideea propulsiei electrice apare regulat m-am decis sa scriu cate ceva despre acest sistem. O sa incerc sa explic cat mai simplu fara a intra in detalii tehnice complexe, cu generalizari nepermise stiintific, in idea unei lucrari de popularizare.
Pentru inceput o idee de baza. In universal cunoscut energia nu se pierde. Acest lucru constituie adevarul pe care trebuie s ail aveti in vedere atunci cand va ganditi la propulsia electrica. De ce o sa vedeti mai incolo.
Propulsia electrica este viitorul. Propulsia electrica este mai eficienta. Propulsia electrica este ecologica. Propulsia electrica este inabusita de conspiratia mondiala a … (completati cu cine vreti). Si tot asa in acelasi spirit alte zeci de enunturi.
Toti am auzit aceste lucruri, unii le si credem, dar repetarea lor nu le face mai adevarate. Toate sunt mituri si se bazeaza pe confuzii intentionate sau nu.
Propulsia electrica nu este viitorul, este prezentul. Ea a existat de la inventarea motorului electric si a fost folosita constant pana azi. Da este viitorul in sensul ca va fi folosita in continuare. Poate chiar pentru mai multe lucruri decat azi. Primele barci electrice au aparut prin secolul 19, iar unele exemplare functioneaza pana astazi. Cu aceeasi tehnologie. Cam orice obiect plutitor imaginat de om a fost dotat candva undeva cu propulsive electrica. Unele concept au rezistat, altele au disparut de pe piata. acest lucru o sa se intample in continuare. Faptul ca unii nu stiu si altii uita convenabil aceste aspect nu e o scuza. Putina istorie de scapa urgent de acest mit. De la celebrul “gentlemens river launch” cu motor electric la portavion, propulsia electrica a dotat pe rand si sub diferite forme navele lumii. Dar acest lucru nu are nimic de-a face cu eficienta. Marele mit al eficientei este poate cel mai raspandit. Ca sa intelegem de cataloghez acest enunt in categoria miturilor trebuie sa aplicam idea de baza. Jana nu e moarta, Jana se transforma. In ce se transforma Jana si unde este important. Ce inseamna de fapt “propulsie electrica”? In cazul ambarcatiunilor de orice fel ne referim la miscarea acestora prin apa cu ajutorul unui sau mai multor motoare electrice. Singura problema este insa ca motorul nu misca barca. O sa spuneti cum adica, ce vorbeste asta, e tampit? Toata lumea stie ca daca sta motorul sta si barca. E adevarat, dar nu intotdeauna cand se misca motorul se misca si barca. Asta deoarece motorul misca elicea, zbaturile, pompele de presiune, orice numai nu barca. Respectivul dispozitiv misca barca. Propulsia inseamna miscare. Prin apa, prin aer, pe uscat, unde vreti. Iar pentru a misca ceva intr-un anumit fel este necesara o anumita cantitate de forta. In alte cuvinte energie. Iar cantitatea necesara nu tine de dispozitivul care asigura energia ci de caracteristicile fizice ale obiectului miscat si a mediului inconjurator in care se misca. Sa luam un exemplu usor de inteles pentru majoritatea cititorilor. Avem un Trabant si un Porsche. Luam motorul din Porsche si il transplantam in Trabant. Se va comporta Trabantul ca un Porsche? Bineinteles ca nu. Va fi mai incet pentru simplul fapt ca are o caroserie cu aerodinamicitatea unei caramizi si roti inguste. Pentru ambarcatiuni acest lucru inseamna ca forta necesara deplasarii este determinata de forma, greutate, tipul transmiterii fortei catre apa, etc. Cand vorbim despre eficienta in contextul propulsiei vorbim despre folosirea a mai putina energie pentru a misca acelasi obiect in aceeasi parametrii. Modul cum asiguram energia necesara, este indiferent. Daca vrem sa miscam barca un metru avem nevoie de aceasi energie indiferent ca vaslim, invartim elicea cu mana sau o misca vre-un tip de motor. Propulsia nu este electrica, este cu vasle, cu elice, cu zbaturi, reactiva, magnetica, cum vreti voi numai independenta de tipul motorizarii sa fie. De unde atunci aceasta idee a eficientiei propulsiei electrice? E simplu, ne intoarcem la Jana. Energia e un concept abstract care se manifesta sub diferite forme fizice. Orice exista contine energie iar orice forma de energie poate fi transformata in alta forma de energie. Nu traim insa intr-o lume ideala si astfel conversia directa dintr-o forma in alta nu este intotdeauna posibila, la fel cum nu este posibila conversia totala dintr-o forma in alta. O sa ma refer in continuare la cazul comun al ambarcatiunilor cu elice, dar se poate generaliza pentru orice tip de propulsie. Elicea impinge ambarcatiunea prin apa, motorul invarte elicea, ceva face motorul sa se invarta. Motorul este deci un transformator al energiei. In cazul motorului electric acesta transforma electricitate in miscare prin intermediul campurilor magnetice. In cazul motorului cu combustie interna sau externa acesta transforma energia expansiunii gazelor in miscare prin intermediul unui piston. Electricitatea ca si gazele vin si ele de undeva. Respectiv din generator (trecand optional prin baterie) sau din transformarea exploziva sau lenta a unui combustibil organic in gaze. Eficienta cu care motorul transforma combustibilul disponibil in miscare este dependenta de tipul motorului. Aici straluceste motorul electric cu o eficienta de pana la 98-99% in conditii ideale si 80-90% in conditii reale. O diferenta majora fata de pragul maxim de 50-60% ale unui motor cu combustie, nemaivorbind de diferenta uriasa fata de media motoarelor cu combustie care se situeaza in jurul valorii de 20%. Si uite asa ia nastere mitul eficientei. Motorul electric este cel mai eficient, deci daca am motor electric am cea mai eficienta propulsie.
Dupa aceleasi principii functioneaza si restul miturilor. Pana cand motoarele electrice nu vor creste in copaci productia lor va polua la fel de mult ca si constructia altor tipuri de motoare. „Energia verde” este alt mit. Panourile solare nu cresc nici ele in copaci iar turbinele eoliene si daca sunt din lemn generatoarele lor nu sunt. Majoritatea energiei de pe pamant provine de la soare, este deci energie nucleara transmisa noua prin intermediul radiatiei si transformata in fel si chip. Orice velier navigheaza datorita energiei atomice. Atata doar ca marele reactor de fuziune este tare departe si ne doare-n cot de deseurile toxice. Ceea ce nu ne afecteaza nu ne intereseaza.
Conspiratia mondiala pentru inabusirea noilor tehnologii, alt mit perpetuu. Da recunosc, el are o baza reala in sensul unei competitii acerbe intre detinatorii de tehnologii si priveste protejarea materialelor proprietare. In cazul motoarelor electrice ideea e futila, motorul electric nu e sub copyright, eficienta e aproape de maximul posibil iar singurele inovatii privesc procesele tehnologice de productie. Oricum majoritatea exemplelor aduse in sprijinul argumentului vin din domeniul chimiei bateriilor si nu a motoarelor. Un exemplu popular este bateria NiMH o evolutie a bateriei NiFe. Un concern producator de petrol cumpara licenta si fabrica doar baterii mici, neadecvate propulsiei automobilelor. Iese scandal, conspiratia e in floare. Realitatea? Lumea lucreaza la alte chimii de baterie, licenta e ocolita cu gratie, concernul ia plasa. Un alt exemplu popular, EV1, masina electrica lansata de GM apoi retrasa si distrusa. Urmarea? GM pierde trenul, japonezii castiga. Si oricum EV1 e asa mare inovatie tehnologica americana incat Renault si Citroen au deja de 20 de ani masini electrice in programul normal de productie cand se hotaraste si GM sa fabrice ceva. Doar ca nu le cumpara nimeni. Cine a ucis masina electrica? Consumatorul mancati-as. Iar daca cineva crede ca din momentul in care va aparea motorul cu apa acesta va costa 1 leu si apa va fi gratis, acela viseaza de fapt la schimbarea sistemului social si a mentalitatii oamenilor. Adica filosofie, politica si revolutie. Momentan daca o idee e susceptibila ca fiind generatoare de profit ea va fi aplicata. cu cat e mai mare profitul cu atat mai multi se vor ocupa de aplicarea ideii.
Si totusi daca motorul electric e asa eficient si lucrurile pot aduce profit de ce nu sunt toate barcile electrice? Pentru asta trebuie sa facem o incursiune in tehnica si economie.
Situatia tehnico-economica existenta:
Pana la inventarea unui mod de propulsie radical diferit de cele existente actual (de ex. magnetica pe baza campului magnetic al pamantului) sistemul de propulsie si motoarele electrice sunt cunoscute pana la epuizare. Problema vine de la urmatorul punct de conversie a energiei. Motorul instalat in ambarcatiune are nevoie de o sursa portabila de energie. Aceasta trebuie sa fie cat mai compacta posibil, astfel incat sa ramana cat mai mult spatiu util in barca. Vorbim astfel despre energie chimica. Pentru a elibera energia stocata chimic trebuie distrus materialul. Asta se intampla rapid la arderea combustibilului sau lent intr-o baterie. Problema devine astfel economica si se pune in felul urmator: care este necesarul de energie pentru deplasarea unei anumite ambarcatiuni, pe o anumita distanta cu o anumita viteza, care este eficienta totala a conversiei energiei chimice in miscarea barcii, si care este solutia tehnica cea mai buna din punct de vedere financiar si logistic. In cele ce urmeaza voi incerca sa analizez pe scurt solutiile tehnice actuale conform acestor criterii.
Modelul energiei nucleare:
Lantul schimburilor energetice este dupa cum urmeaza: Fisiune atomica – caldura – expansiunea gazelor – generator electric – motor electric – propulsor
Solutia are avantaje dar si dezavantaje majore. Combustibilul e ieftin, densitatea energetica e imensa, poti ignora cu gratie toate pierderile din sistem, nu polueaza la locul faptei. Ansamblul reactor / schimbator de caldura / turbina de abur constituie de fapt un motor cu combustie externa care antreneaza un generator. Problema e ca oamenii n-au reusit sa construiasca un reactor de fisiune sigur si complet automatizat. Adica daca vrei reactor trebuie sa dezbati problema radiatilor si a desurilor. Solutia a ramas apanajul guvernelor care pot ignora costurile.
Modelul combustibil organic (fosil sau nu):
Drumul Janei: combustibil organic (petrol si derivate, gaze, carbune, biomasa) – motor combustie interna sau externa – generator – motor. Vorbim despre lantul energie chimica – energie kinetica – energie electrica – energie kinetica.
Se numeste in mod popular propulsie hibrida si apare cel mai des sub forma propulsiei diesel-electrice. Pe locul doi sta propulsia cu turbina de aburi urmata de generator. Aceasta solutie se alege deoarece aburul poate fi produs cu orice combustibil.
Marele avantaj al modelului hibrid consta in eficientizarea greutatii si complexitatii sistemului. Acest lucru pare paradoxal la prima vedere dar privit de aproape isi dezvaluie avantajele. Ambarcatiunile opereaza in situatii diferite cu necesitati de putere diferite. Pentru a transmite puterea unui motor cu combustie asupra navei este nevoie de un sistem complex de modificare a turatiei elicii. Acest sistem consuma energie (prin frecare) este extrem de complex si sensibil (angrenaje cu roti dintate, sisteme hidraulice, etc.) si de la o anumita marime foarte greu. Ia astfel nastere o categorie de ambarcatiuni unde inlocuirea intregului angrenaj de transmisie cu un generator si un motor electric este mai eficienta din punct de vedere tehnico-economic. Din respectiva clasa fac parte ambarcatiunile de marime si tonaj mediu care necesita reactii rapide la modificarea turatiei. Problema? Pana sa ajunga transmisia destul de grea si complexa ca sa justifice inlocuirea ambarcatiunea a ajuns la cateva mii de tone si o putere instalata exprimata in megawati. Vorbim despre cargouri medii, nave de pasageri si de razboi. Sub aceste puteri si tonaje actionarea directa cu un motor cu combustie interna rapid (peste 2000 tur/min) este mai eficienta pentru ca nu exista pierderi de conversie a energiei chimice in energie electrica ci se transforma direct in energie kinetica. Daca se renunta la necesitatea manevrarii rapide se poate folosi un motor lent (pana la 250 tur/min) cu actionare directa a elicei, asa cum au majoritatea cargourilor.
Pentru ambarcatiunile de agrement solutia diesel-electrica nu se justifica deoarece eficienta totala a sistemului este sub eficienta actionarii directe. Pe romaneste spus daca ai un motor diesel cu eficienta de 20% un generator si un motor cu fiecare cu eficienta 98% ai o pierdere neta de 4%. In realitate pierderile sunt ceva mai mari, dar nu conteaza. Hibridul nu e viabil in domeniul agrementului.
Pentru a indulci afirmatia de mai sus inventatorii si marketingul au lansat doua solutii magice. Pila de combustie si motorul Stirling. Ambele solutii tehnice fac parte din modelul combustibil organic si sunt baloane de sapun. Sa va explic de ce. Pila de combustie este un dispozitiv care combina hidrogenul cu oxigen si scoate curent. Se cunoaste de aprox 150 de ani si pana acum nu exista aplicatii viabile pentru puteri aplicabile ambarcatiunilor de agrement. De ce? Din varii motive. Hidrogenul e extrem de greu de manevrat si nu exista infrastructura. Pilele derivate cum ar fi cea cu metanol nu au durata de viata si fiabilitatea corespunzatoare. Metanolul e scump, toxic si nu exista infrastructura de larg consum. Momentan e o teoretica tehnologie de viitor care ramane in domeniul aplicatiilor speciale unde nu conteaza banii si durata de viata. Motorul Stirling e un motor cu combustie externa care in loc de abur foloseste aerul ca mediu de transfer. Este eficient la puteri foarte mici, are avantajul ca poate folosi orice sursa de caldura, dar la puteri mai mari devine lucrurile se complica. E silentios si se preteaza la apelativul „ecologic”. Practic insa aplicatiile raman in domeniul micro si speciale. Chiar daca pe piata exista un generator cu eficienta declarata de 96% la o privire mai atenta veti constata ca este vorba de eficienta in cogenerare respectiv combinatia putere – caldura. Interesant pentru vacanta la Polul Nord. Eficienta maxima atinsa pentru putere este de maxim 50%. In conditiile speciale in care motorul Stirling ar fi potrivit pentru barca tot ramane problema eficientei modelului hibrid. Iarasi pierderi la transformare, vedeti mai sus.
Modelul pur electric:
Ultima varianta tehnica este solutia pur electrica. Pentru alimentarea motorului este necesara o sursa de curent portabila, respectiv un acumulator. Incarcarea acumulatorului se face din diverse surse de generare, disponibile la bord sau pe mal. In cazul in care acumulatorul nu poate fi reincarcat vorbim despre o baterie primara, adica despre un acumulator unde procesul de descompunere chimica nu este reversibil.
Marele avantaj este ca aceasta solutie este aplicabila la orice. De la gonflabila la submarin totul merge cu acumulatori. Problema o reprezinta bineinteles acumulatorii in sine. O scurta privire pe piata si in specificatiile tehnice si ti se face parul maciuca, mii de informatii despre fiecare tip, specificatii tehnice, avantaje/dezavantaje, laude/critici, te apuca groaza. In cele ce urmeaza o sa fac o scurta trecere in revista a celor mai importante tipuri existente actual astfel incat doritorii sa stie despre ce sa aprofundeze. Mai intai cateva chestii fundamentale despre acumulatori si rolul lor. Acumulatorul este o constructie care transforma energia electrica in energie chimica si invers. Caracteristicile care intereseaza sunt densitatea energetica (per kg si per metru cub) si rapiditatea cu care poate fi descarcat si incarcat.
Din pacate pana astazi bateriile inca nu au reusit sa ajunga la densitatea energetica a combustibilului fosil. Asta inseamna ca pentru aceeasi cantitate de energie disponibila in barca trebuie sa folosim mai mult spatiu. Mult mai mult spatiu. Cat de repede se incarca si descarca este important pentru a dimensiona bateria fata de motor si sursele de incarcare. Degeaba ai un motor tare si o baterie mare daca bateria nu livreaza energia decat foarte incet. E comparabil cu a incerca sa stingi un incendiu folosind un furtun cu diametrul de 0,5cm conectat la o cisterna mare. si invers e valabil, incercati sa umpleti cisterna cu acelasi furtun. Dupa ce va plictisiti repetati operatiunea cu un furtun cu diametrul de 10cm. In literatura va uitati deci dupa Wh/kg, Wh/l, MJ/kg, rata C, constanta Peukert.
Dupa chimia folosita avem cateva tipuri principale intalnite:
Plumb-acid cu toate variantele.
Acumulatorul cunoscut de la masina, tren, etc. Este foarte cunoscut si popular, este ieftin si usor de folosit. Din pacate este extrem de mare si greu pentru capacitatea oferita, si nu poate fi optimizat constructiv decat pentru un singur lucru. Adica ori stocheaza energie mai multa si o da cu taraita inapoi, ori stocheaza energie mai putina si da mai mult odata. Se vorbeste despre uzual despre acumulatori de tractiune si acumulatori de pornire. Acumulatorul de pornire, cel cunoscut de la masina, este optimizat sa dea mult curent odata. Daca il descarcati incet pe o perioada indelungata se strica. Cel de tractiune poate fi descarcat pe o perioada lunga, dar daca vreti curent mult odata trebuie sa supradimensionati bateria. Mai exista si ceva strutocamile, asa numitele baterii marine sau pentru rulote. Astea sunt un compromis intre cele doua tipuri, nu fac nimic bine dar se descurca onorabil in ambele roluri. Multa lume isi face treaba cu ele. Dar la drept vorbind tot solutia dedicata e mai buna. Dupa tipul constructiv avem baterii ude deschise, inchise si cu gel. In unele conditii (supraincarcare, descarcare rapida) bateriile elimina gaz (hidrogen) iar electrolitul se deterioreaza. La cele ude deschise acesta poate fi recompletat cu apa distilata, la restul nopate buna, bateria pierde capacitate si se deterioreaza ireversibil. In schimb bateriile inchise si cu gel sunt mai versatile in ceea ce priveste conditiile de pozitionare si montare.
Unde pot fi folosite? In principiu la orice tip de ambarcatiune de la gonflabila la submarin. Practica insa ne invata ca cea mai buna utilizare si-o gasesc la ambarcatiuni de deplasament care nu sunt sensibile la greutatea incarcata. Daca acest lucru este posibil ambarcatiunea poate fi din start proiectata astfel incat bateriile sa fie folosite direct pe post de lest interior. Nu incercati sa folositi acumulatori auto de start pentru tractiune nici macar la gonflabila. Nu o sa va bucurati mult de ei. Ce scrie pe eticheta acumulatorilor de pornire este capacitatea maxima de descarcare pentru cateva secunde, nu capacitatea nominala per ora. Daca nu ma credeti mergeti la magazin si solicitati o baterie de tractiune de acelasi amperaj ca si bateria de la masina personala. O sa fie mai mare si mai grea. Bateriile de tractiune sunt mai scumpe decat cele auto.
Nichel in diverse combinatii.
Dintre chimiile cu nichel retinem doar bateriile ude cu NiCd si cele uscate NiMH. Acumulatorii NiCd sunt interzisi in EU in aproape toate domeniile din cauza toxicitatii cadmiului. Totusi se gasesc prin masini, avioane si UPS-uri. Acest tip de acumulator are proprietati bune, livreaza curent mult si repede, poate sta descarcat fara sa se strice, poate fi reconditionat o perioada, e usor de folosit. Desi este mai usor decat acumulatorul Pb-Acid ocupa un spatiu mai mare datorita voltajului mai mic pe celula. Unde mai gasiti asa ceva? Pai sh de la avioane in principal sau de la electrocare si stivuitoare mai fitoase. Nu va speriati daca au stat 10 ani descarcati, majoritatea pot fi reconditionati. Atentie vorbesc despre acumulatori uzi nu despre baterii de lanterna. Acumulatorii NiMH sunt uscati si daca nu aveti chef sa va construiti propriul acumulator din baterii de lanterna mare singura solutie e sa gasiti o baterie de masina hibrida. Sunt mai usori si contin aproape dublu energia acumulatorilor NiCd dar nu pot fi reconditionati si nu rezista asa bine la abuz.
Litiu in diverse combinatii:
Acumulatorii cu litiu sunt o poveste in sine. Diverse chimii, diverse proprietati diverse preturi si aplicatii. Nu o sa intru in detalii aici,o sa fac doar o mica selectie bazata in principal pe pret si disponibilitate pe piata cu amanuntul:
Cea mai probabila optiune pentru mersul electric o reprezinta LiFePO4. Pentru noi ele vin din China (fac si altii dar creste pretul) sunt stabile, usoare, bune la ce vrem, exista solutii gata facute, bani sa fie. Raman scumpe pentru romani deoarece nu merita achizitionate decat noi. necesita electronica de control (subiect de discutii aprinse intre utilizatori) si scheme de incarcare dedicate. Dar se merita. Pretul actual se situeaza in jurul valorii de 1 USD/Wh ex works.
LiPo adica Litiu Polimer, acumulatori usori, buni, apar sub orice forma dorim. Au problemele lor, necesita electronica dedicata in orice caz, sunt mai scumpi decat LiFePO4, dar pentru anumite aplicatii sunt alegerea mai buna. O sa detaliez unde in sectiunea diy.
Mai exista zeci de alte chimii de acumulatori si baterii, inclusiv baterii nucleare. Daca ar fi sa pariez pe viitorul bateriei as avea alegeri dificile. Bateriile cu saruri topite (ZEBRA), Litiu-Sulf, etc. Dar pretul...
Toti acumulatorii au o perioada de viata limitata ori de ani ori de utilizare dupa chimie. Odata trebuie inlocuiti. Partea buna e ca pe an ce trece scad preturile. Partea proasta e ca apar alte chimii mai performante care costa mai mult.
Pentru a incarca bateriile, oricare ar fi ele, avem nevoie de un producator de energie electrica. Generatorul iese din discutie, altfel ne intoarcem la solutia hibrida. Ramane soarele, vantul si apa. In toate trei cazurile folosim energie nucleara din partea soarelui transformata in diverse moduri. Celulele fotovoltaice transforma direct energia luminoasa in electrica. Randament undeva intre 8 si 30% dupa tipul constructiv. Problema e simpla. Vrei energie ai nevoie de m2 de suprafata fara umbra. Orice umbra diminueaza semnificativ productia de electricitate. Toate indicatiile de pe eticheta sunt teoretice pentru conditii optime. Adica 12 ziua la tropice. In rest socotiti cu diverse scaderi de randament. Propulsia pur solara non stop este valabila doar pentru ambarcatiuni construite special in acest scop. de obicei catamarane mari, usoare, cu flotoare lungi si subtiri si un hectar de celule pe post de punte. Dar se poate circumnaviga asa. De preturi nu discut, ele fluctueaza constant si depind de tipul celulei. Energia eoliana, alta chestie cu probleme. Cand bate vantul este. Problema e ca nu bate cum trebuie. In cazul unui generator fix el este optimizat pentru conditiile prevalente locatiei. Barca e ca sa te plimbi, asa ca ori ai prea mult, ori ai prea putin. Scula face zgomot, e mare si incomoda, dar in conditii corecte poate incarca bateriile extrem de rapid. Asta bineinteles daca ele suporta. Hidrogeneratoarele, ultima moda, sunt bune daca te dai cu vele. Pentru ca daca nu te misti nu produc. Cu cat ai viteza mai mare cu atat produc mai mult si nu simti franarea aferenta. Ca nici ele nu sunt infailibile o demonstreaza editia Vendee Globe in desfasurare.
Dupa atata vorbarie ce-i ramane barcaholicului pasionat de electrica? In continuare o sa prezint cateva solutii tipice pentru cei care vor sa mearga electric, inclusiv abordari diy pentru romani bugetari.
Esti pescar sportiv in zona civilizata si din diverse motive vrei electric. Solutie viabila si disponibila pe bani putini, ori din comert de-a gata ori facuta cu mana proprie pe mult mai putini bani. Socotesti necesarul zilnic de energie in functie de barca si utilizare, mai pui o rezerva de 20%, iei o vasla de rezerva si gata treaba. Seara tragi la mal si bagi bateria la priza, acasa sau la hotel/pensiune/crasma din sat. Costuri minime. (200-2000 Euro dupa caz si eticheta)
Esti pescar serios, stai cu saptamanile in balta in salbaticie, mananci ce prinzi. Ai doua solutii. Dai bani buni pe panouri solare (eventual flexibile) ca sa reincarci bateriile, te rogi sa nu ploua si esti pregatit sa ramai fara curent daca trebuie, sau te lasi de electric, iti iei pe bani putini un outboard de 2-4CP (si mai mult daca vrei) si de restul banilor bagi benzina cativa ani. Alegerea ta.
Te plimbi pe ape interioare civilizate (adica prin canale, Germania, Franta, Marea Britanie, Olanda, lacuri de agrement). Propulsia electrica e valabila. Indiferent ca te plimbi in jurul lacului cu lotca sau faci turul Frantei prin canale cu rivercruiserul. Ceea ce difera sunt costurile si planificarea. Ai nevoie de putere zilnica instalata adecvata barcii si zonei de navigatie, un panou solar sa asigure intretinerea bateriilor cat nu folosesti barca (mic ieftin nu acopera decat autodescarcarea), un set complet de stechere si adaptoare pentru toate standardele de prize posibile de la mono- la trifazic plus un prelungitor luuuuuuuuuuuung, un incarcator destept si o planificare riguroasa a calatoriei. Daca in fiecare seara esti la pontonul potrivit singurul lucru care sta in calea electrificarii sunt asteptarile si bugetul tau. Daca vrei sa mergi cu 30 km/h sau cu palatul plutitor costa. Canalele oricum sunt limitate la 10 km/h, asa ca schimba-ti preferintele. Daca vrei pe Dunare sau Rin la deal, costa. Mai bine duci barca pe peridoc si vii la vale ca e mai ieftin. Cu care ocazie renunti la palatul plutitor si-ti iei o scula dedicata fluviului sau canalelor, cu optica clasica, gen river launch sau narrowboat. Poate sa fie si de plastic atata timp cat nu se vede. Daca vrei modernitate atunci iei un catamaran futurist. Oricum ar fi tine minte: barca lunga, ingusta, cu suprafata udata si greutatea minima pentru necesitatile tale te lasa cu mai multi bani in buzunar.
Esti velist adevarat. Stii sa ancorezi sub vele. Daca trebuie stii chiar sa andochezi sub vele. Nu navighezi dupa programul nevestei, soacrei, copiilor. Te intrebi de ce obiectul reproductiv cabalin plimbi in barca intre 15 si 100 de kg de fier si canistre imputite cand de fapt tu ai vrea sa plimbi greutatea respectiva sub forma de bere, mici si/sau fiinte frumoase care te ung la suflet, ochi si alte cele. Baga fieru la talcioc si ia o solutie electrica minima ca sa poti manevra in liniste barcazul in port cand esti singur si n-ai chef de acrobatii. Pretul e ca pentru pescari civilizati. Oricum cat bate vantul esti cu velele sus, si cand nu bate stai si te bucuri de greutatea pomenita ambarcata sub alte forme.
Esti in circumterra. Poti sa iei linistit si un motor electric mic ca probabil restul componentelor sunt deja pe barca, si tot ce-ti lipseste e motorul, elicea si comanda electronica a motorului (asta bineinteles daca nu mergi ca Slocum cu lampa cu gaz si sextantul. Nu subestimati consumul electric al unui cruiser modern). Daca sa renunti la fieratanie? Depinde. Crezi ca faci circumterra lejer si fara fier? Daca da arunca fieru, daca nu tine-l. Un outboard electric mic e bun oricum pentru rezerva, manevre, dinghi, bow-truster, etc.
Esti cruizar roman tipic. Iesi in weekend daca poti, sa dai o tura in delta, la bulgari, etc. Luni dimineata la 8 trecute fix vrei nu vrei esti la servici ca sa poti plati ipoteca, facturile si hainele la copilasi. Astepti concediul tot anul si faci planuri sa mergi in Turcia, Grecia, Croatia cu barcazul propriu cumparat cu sudoarea fruntii tale insotit de famelie si preteni. Lasa muica visele bulectrice ca nu-s de tine. Du fieratania din dotare regulat la service cum zice la manual, da-i combustibil de calitate si cand cade vantul baga motor. Nu-ti fie rusine ca faci motorsailing, esti in companie selecta. Motorul te scoate din gaura de vant, motorul iti asigura linistea familiala, respectarea programului si stabilitatea serviciului. Suntem in lumea moderna, facem ce face restul lumii. Asta-i adevarul.
8 pagini la un rand ajung deocamdata, o sa continui cu optiunile de electrificare in regim propriu a diverselor barcaze personale.