Сравнение ДВС и Электродвигателя. Целесообразность применения Электродвигателя взамен ДВС.
Человек всегда хотел упростить свою жизнь и одним из средств облегчения жизни является двигатель, таким образом уже более сотни лет развивается технология двигателя внутреннего сгорания, но буквально в середине минувшего десятилетия люди вспомнили про альтернативу в виде электродвигателя. Эта индустрия резко начала развиваться и подняла много разговоров о себе. Начали появляться марки авто производящие только электрокары, есть автопроизводители, которые отказываются переходить на электродвигатели, есть компании, которые перестанут производить машины с ДВС в ближайшее время, а есть те, кто совмещает и то и другое. Эта проблема, уже пару лет очень актуальна в США и Европе и скоро дойдет и до России.
Человек каждый день пользуется автомобилем. И будущие автомобилисты, и люди у которых уже есть права должны понимать, что выбор и покупка автомобиля-это очень важный и ответственный поступок. Важно сделать правильный выбор.
Сейчас автоиндустрия находится между старой, изученной полностью технологией и перспективной, молодой технологией, которая еще не до конца понятна и изучена. Выбор любого варианта оставит большой след в мировой экономике, экологии планеты и не только.
Разнообразность
Существует очень много компоновок и видов ДВС. Разнообразность ДВС объясняется тем, что разные двигатели достигают одних и тех же целей используя различные вариации расположения механизмов и вспомогательных агрегатов. Поэтом вариантов выбора ДВС намного больше по сравнению с электродвигателем.
Электродвигатель не настолько многогранен как ДВС. Электродвигатели делятся на синхронные и асинхронные. Синхронные электродвигатели используются при больших мощностях.
Возможность выбора ДВС намного разнообразнее электродвигателя. ДВС можно выбрать в зависимости от ваших требований и финансовых возможностей.
КПД
КПД электродвигателя в среднем составляет 80%, это больше чем у ДВС (30%).
Экономия
Налоги и пакет документов являются фиксированной суммой в год. В нашем государстве, сумма налога зависит от цены автомобиля (не во всех регионах) и от мощности двигателя, то есть от лошадиных сил.
Автомобили Volkswagen Golf и Chevrolet Bolt принадлежат одному классу
и имеют одинаковую стоимость. Мощности этих авто также схожи. Следовательно стоимость налогов и пакета документов одинакова.
В популярном американском электрокаре Chevrolet Bolt всего 35 подвижных частей, которые подвержены износу. В бензиновом автомобиле того же класса Volkswagen Golf таких частей 167. Кроме того, ДВС из-за своей неэффективности выделяют большое количество тепла во время работы, что ускоряет износ компонентов силового агрегата.
В дополнение к этому, у электрических транспортных средств существенно меньше расходных материалов и жидкостей, требующих регулярной замены. Их тормозные колодки изнашиваются медленнее благодаря технологии рекуперативного торможения.
Наконец, автомобили с электрическим двигателем позволяют крупно сэкономить на топливных расходах. Полная зарядка электричеством даже в пиковые часы будет обходиться владельцу машины дешевле, чем заправка бака обычного автомобиля самым дешевым топливом — сжатым природным газом.
В содержание автомобиля входят: регламентные работы, замена жидкостей и расходных материалов.
Для сравнения возьмём бензиновый автомобиль Volkswagen Golf и электромобиль того же класса Chevrolet Bolt.
Техническое обслуживание автомобиля необходимо выполнять через каждые 15000 км. или раз в год, в зависимости от того, какое событие возникнет первым.
Наименование регламентной работы
ТО 1
ТО 2
ТО 3
ТО 4
ТО 5
Замена салонного фильтра
+
+
+
+
+
Замена воздушного фильтра
+
+
Замена масла
+
+
+
+
+
Замена масляного фильтра
+
+
+
+
+
Замена топливного фильтра
+
+
Свечи зажигания
+
+
Инспекционный сервис
+
+
+
+
+
Замена тормозной жидкости
Первый раз через 3 года с момента эксплуатации автомобиля, потом каждые 2 года
Замена масла в АКПП
каждые 60 000 км
При расчётах принималось: расстояние проезжаемое в год 15000 км. Расход топлива 5л/100 км. Топливо АИ-95 (51,62 р за литр).
По итогу стоимость содержания Volkswagen Golf за 5 лет составляет 317825 рублей.
Техническое обслуживание Chevrolet Bolt сводится к замене масла в редукторе на сумму 2000 рублей не чаще 1 раза каждые 50 000 км и замене салонного фильтра за 500 рублей каждые 10000 км. Прочие расходы (3000 рублей) Итого за 5 лет эксплуатации — 8500 рублей.
При расчётах принималось: расстояние проезжаемое в год 15000 км. Расход электроэнергии: 60кВт*ч на 383 км. Средняя стоимость электроэнергии при зарядке по ночному и дневному тарифу: 5,135р/кВт*ч. Стоимость электроэнергии за 5 лет эксплуатации- 58750 рублей.
По итогу стоимость содержания Volkswagen Golf за 5 лет составляет 317825 рублей.
Volkswagen Golf
Chevrolet Bolt
Стоимость регламентных работы за 5 лет
124 250 р.
8500 р.
Стоимость топлива за 5 лет
193 575 р.
58750 р.
Стоимость содержания автомобиля за 5 лет
317825 р.
67250 р.
Стоимость содержания автомобиля Volkswagen Golfза 5 лет составляет 317825 р. Chevrolet Bolt-67250 р.
Стоимость содержания электромобиля намного дешевле содержания авто с ДВС.
Экологичность
Топливо
Топливом для ДВС служат нефтепродукты, а для электродвигателя-электроэнергия.
В целом, в мире более 60% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС).На сегодняшний день в Российской Федерации функционирует около 370 тепловых электростанций, где производится 75% энергии. Основными видами топлива для ТЭС в РФ являются природный и попутный нефтяной газ и уголь. Причем на газу работает большинство ТЭС европейской части России, а угольные ТЭС преобладают в южной Сибири и Дальнем Востоке. Доля электростанций использующих в качестве основного топлива мазут незначительна. Кроме этого многие тепловые электростанции в России используют несколько видов топлива.
Наибольшее количество выбросов в окружающую среду характерно для ТЭС, работающих на угле (особенно на буром угле). Угольные ТЭС потребляют топливо больше других электростанций - 3,9 млрд т; также используют больше всех атмосферный кислород – 5,5 млрд т. При этом в процессе сжигания угля в атмосферу выбрасывается углекислый газ - 10 млн т, окислы серы - 124 тыс т, окислы азота - 34 тыс т, а также зола, тяжелые металлы, бензопирен и другие вредные вещества.
Загрязнение окружающей среды происходит в результате добычи, транспортировки, переработки и утилизации нефти и нефтепродуктов, а также в результате несанкционированного сброса нефтепродуктов в водоёмы.
Загрязнения нефтью и нефтепродуктами встречаются повсеместно: в почвенном слое, гидросфере, атмосфере. В связи с ухудшением экологической обстановки, имеющей место на загрязненной территории, мы наблюдаем существенное ухудшение состояния как растительного, так и животного миров.
Причина такого масштабного негативного воздействия нефти на окружающую среду кроется в её химическом составе. В составе нефти содержится несколько тысяч жидких углеводородов.
Генерация электроэнергии, причиняет больший вред окружающей среде по сравнению с добычей нефтепродуктов.
При работе
При эксплуатации электродвигатель влияет на окружающую среду только, создавая электромагнитное поле.
При работе ДВС крайне негативно влияет на окружающую среду, а электродвигатель практически не оказывает на неё воздействие.
Утилизация
Утилизация аккумуляторов, является очень дорогостоящей и трудоемкой процедурой. Если пользование электромобилями выйдет на массовый уровень, то даже при соблюдении всех экологических и технологических норм утилизации вероятность загрязнения окружающей среды слишком велика. Кроме того, извлечение металлов из аккумуляторов в процессе утилизации потребует в 10 раз больше энергозатрат, чем при самом производстве. Менее чем 5 % литий-ионных аккумуляторов в мире перерабатывают.
Утилизация ДВС намного проще утилизации электродвигателя, это связано с тем, что утилизация ДВС требует меньше энергозатрат, потому что имеется технологическая разница утилизации.
Влияние на окруж. среду
ДВС
Электродвигатель
Добыча топлива
-
-
При работе
-
+
Утилизация
+
-
Сейчас ДВС и электродвигатель причиняют практически одинаковый вред природе.
Практичность
Электромобили значительно надежнее, чем их бензиновые, дизельные и газовые собратья. В них меньше подвижных и изнашиваемых частей, так как двигатель и коробка передач устроены гораздо проще. В электрокаре намного меньше технических жидкостей. Но стоит заметить, что ДВС намного легче в самообслуживании. Но что касается России, большая часть её территории, а в частности та, что находится за Уралом не готова к электромобилям. Даже у нас в Хабаровске мест где можно зарядить электрокар можно посчитать по пальцам одной руки. Тут практичность бензинового и дизельного двигателя очевидны. Вам подойдет электрокар только в том случае если вы живете в своем доме и кроме как на работу вы никуда не ездите.
Итог сравнения
ДВС
Электродвигатель
Разнообразность
+
-
КПД
-
+
Экономия
-
+
Экологичность
-
-
Практичность
+
-
Из таблицы видно, что суммарное количество плюсов и минусов как у ДВС так и у электродвигателя-одинаково. И как выяснилось экологичность этих двигателей оставляет желать лучшего.
По итогу сравнения, я готов сделать вывод, что в ближайшие 20 лет, человек точно не сможет отказаться от ДВС полностью. ДВС многообразнее электродвигателя. К тому же ДВС проще для самообслуживания. Сама идея электродвигателя перспективнее ДВС, но в настоящее время главным минусом электродвигателя является его реализация. На данный момент самое главное, как считалось раньше, преимущество электродвигателя-экологичность оказалось, как мы выяснили, существенным недостатком. Если бы большая часть электроэнергии для электродвигателя вырабатывалась не на старых ТЭС, а на АЭС или на станциях, работающих на энергии сжигании водорода, то вред окружающей среде существенно сократился. Когда появятся более эффективные, экологичные способы переработки и утилизации электродвигателей, то у этих двигателей практически не будет минусов. Но у современных электродвигателей есть и плюсы, которых нет у ДВС, например КПД и малая стоимость содержания. Стоит учесть, что первый электродвигатель появился ещё в 19 век, но активное развитие началось всего лишь около 30 лет назад. У электродвигателя всё впереди, вопрос времени.
Грамотная покупка электромобиля - это экономия ощутимого количества средств. Что касается Российской действительности, то при выборе между электродвигателем и ДВС разумнее будет выбрать автомобиль с ДВС. С точки зрения обслуживания двигателя, электродвигатель лучше, так как в нем меньше подвижных деталей подверженных износу и замене, но что касается самообслуживания, то здесь выигрывает ДВС. Если рассматривать топливо, то для нашей страны практичнее ДВС так как он работает на нефтепродуктах. В центральной части России может быть и хватает зарядных станций для электромобилей, но во всей остальной части страны зарядных станций крайне мало. Электромобиль вам подойдет если вы живете в большом городе и в своем доме и проезжаете при этом малые расстояния.
