Wenn du liest CleanTechnica, wahrscheinlich sind Sie ein starker Befürworter von Elektrofahrzeugen und möchten mehr davon auf der Straße sehen. Autos mit Benzin- und Dieselmotoren sind äußerst ineffizient. Entsprechend AAA, nur etwa ein Drittel der Energie, die in einer Gallone Benzin enthalten ist, wird jemals verwendet, um ein Fahrzeug voranzutreiben. Fast zwei Drittel dieser Energie werden in Wärme umgewandelt, die zum Teil vom Kühlmittel aufgenommen wird und der Rest über das Abgasrohr austritt.
Es ist kaum zu glauben, dass ein so verschwenderischer Prozess zum Standardmittel für den weltweiten Transportsektor geworden ist, aber es gibt gute Nachrichten. Ein Teil dieser Abwärme kann aus dem Kühlmittel zurückgewonnen werden, um den Innenraum unserer Fahrzeuge zu beheizen. So wunderbar Elektrofahrzeuge auch sind, sie haben keinen Abwärmestrom, der für denselben Zweck angezapft werden kann, was eine Herausforderung darstellt: Wie können EV-Fahrer und Passagiere bei Kälte draußen komfortabel bleiben? Die Folge davon ist, wie man sie kühl hält, wenn es draußen heiß ist?
Ein elektrischer Schulbus in Alaska
Entsprechend Öffentliche Medien in Alaska, Im ganzen Bundesland gibt es genau einen batterieelektrischen Schulbus. Es transportiert Schulkinder im Alaska Gateway School District, zu dem auch die Stadt Tok nahe der kanadischen Grenze gehört. Die Temperaturen in der Region können bis auf -40 Grad F sinken.
Sie fragen sich vielleicht, wie gut die Batterien im Bus bei solch klirrender Kälte funktionieren. Gerald Blackard, Miteigentümer von Tok Transportation, sagt, dass der Bus im letzten Jahr auch bei bitterstem Wetter einwandfrei funktioniert hat. Das einzige Problem ist, den Innenraum warm zu halten. [Note: In Alaska, buses must be kept at 45° F or more. School children are required to wear warm clothing while riding back and forth to school.]
Was Blackard herausgefunden hat, ist, dass es mehr Batterieleistung braucht, um den Bus zu beheizen, als um die 30 Meilen pro Tag zu fahren, die für die Fertigstellung seiner Route erforderlich sind. „Am 27. Januar hatten wir 38 darunter“, sagt er. „Die Effizienz des Busses betrug an diesem Tag 3,46 Kilowatt pro Meile. In diesem Herbst, im August-September, liefen wir also zwischen 1,4 und 1,7 Kilowatt pro Meile. Selbst mit ein wenig Isolierung an den Batterien und einer Art Abdeckung des Motorraums, um so viel Wärme wie möglich zu speichern, haben wir immer noch mehr Energie zum Heizen des Busses verbraucht als zum Fahren des Busses.“
Blackard sagt, er habe die Daten, die er über den Betrieb des Busses sammelt, mit dem lokalen Versorgungsunternehmen, dem Alaska Center for Energy and Power der University of Alaska Fairbanks, dem Batteriehersteller Proterra und Thomas, dem in North Carolina ansässigen Hersteller des Busses, geteilt. „Ich bin in Kontakt mit [Thomas] oft“, sagt er, „und sie sind immer neugierig, wie es läuft und ob es funktioniert.“
Tok Transportation verwendet eine 10,8-Kilowatt-Solaranlage, um den Bus aufzuladen, aber da er beim Aufladen 22 Kilowatt Strom verbraucht, muss er den Strom aus den Sonnenkollektoren mit Strom aus dem lokalen Netz ergänzen. Eine Batteriespeicherkomponente ist für die Zukunft geplant, wenn die Mittel zur Verfügung stehen. Der Großteil der Kosten von 400.000 US-Dollar für den Bus und die Solaranlage wurde von der Alaska Energy Authority bezahlt.
Über diese Rivian Lieferwagen für Amazon
In dieser Woche ließ ein oberflächlicher Testfahrer durchrutschen, dass die für Amazon gebauten Vorserien-Lieferwagen von Rivian bei eingeschalteter Heizung oder Kühlung bis zu 40 % mehr Batterieleistung verbrauchen. Diese Vans sollen eine Reichweite von 125 bis 150 Meilen haben. Wenn man 40 % abzieht, haben sie nur noch 75 bis 90 Meilen Reichweite.
Das Unternehmen bestätigte Reuters dass die Tests stattfanden, warnte jedoch davor, dass diese Vorserienmodelle nicht über die Isolierung verfügen, die in Serienfahrzeugen enthalten sein wird. Das mag stimmen, aber es scheint unwahrscheinlich, dass Rivian die Transporter, die vom Fließband kommen, ausreichend isolieren wird, um einen signifikanten Unterschied zu machen.
Rivian findet heraus, was Fahrer von Elektrofahrzeugen bereits wissen. Durch die Aktivierung der Klimatisierung in einem Elektroauto steht weniger Energie für die Fahrt auf der Straße zur Verfügung. Es gibt einen Grund, warum Nissan LEAF-Fahrer wie ich im Winter, wann immer möglich, das beheizte Lenkrad und die Sitzheizung anstelle der Heizung verwenden. [The good news is, when you turn on the heat in an EV, it comes on instantly, unlike a conventional car that may need several miles of driving to warm up.]
Das wegnehmen
Seit über einem Jahrhundert nutzen Autofahrer die Abwärme ihrer Autos, um sich im Winter warm zu halten. Wir haben nie aufgehört zu fragen, ob eine solche Verschwendung gut für die Umwelt ist. Natürlich nicht. Das neue Zeitalter der Elektrofahrzeuge steht vor der Tür und wir haben keine Abwärme mehr zur Hand.
Als die Klimaanlage zum ersten Mal in Autos eingeführt wurde, waren die Kompressoren so ineffizient, dass sie den Benzinverbrauch um bis zu 20 % reduzieren konnten. Aber als die Gaspreise stiegen, wurden Klimaanlagen effizienter. Das gleiche wird mit der Kabinenheizung für Elektrofahrzeuge passieren. Wie üblich war Tesla mit seinem Octovalve an der Spitze der Innovation, das allein für das Model Y eine Reichweitensteigerung von 10 % ermöglichte.
Frühe Elektrofahrzeuge nutzten eine Widerstandsheizung, um den Innenraum zu erwärmen – dieselbe Technologie aus den 1960er Jahren, die von elektrischen Raumheizungen verwendet wurde. Strom wird durch eine Drahtspule geleitet, die die Luft um sie herum erwärmt und erwärmt. Es funktioniert, aber es verbraucht viel Strom für die erzeugte Wärme. Mit anderen Worten, es ist ineffizient, genau wie die EVs mit Verbrennungsmotor ersetzen sollen.
Tesla war führend bei der Verbesserung der Wärmepumpentechnologie für seine Fahrzeuge – so sehr, dass es in das Geschäft mit der Herstellung von Wärmepumpen für Wohngebäude und Gewerbegebäude einsteigen könnte. Laut Kyle Field hat Tesla die Heiz- und Kühlsysteme für das Model Y neu konzipiert, um die Ineffizienzen beim Heizen und Kühlen mit Strom zu reduzieren und die Effizienz der Wärmesysteme des Fahrzeugs zu maximieren.
Der Kühlkreislauf wurde in ein einziges Heiz- und Kühlmanagementsystem für das Fahrzeug integriert, das den Wärmefluss durch das Fahrzeug optimiert und das Octovalve mit einer komplett neu konzipierten Wärmepumpe integriert.
Letztendlich muss der Transportsektor neue Wege finden, um die Kabinentemperatur von Fahrzeugen zu regeln, da er nicht über eine fertige Versorgung mit überschüssiger Wärme verfügt. Glücklicherweise ebnet Tesla einen Weg, dem die anderen folgen sollen.
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