Kategória: ELEKTRON

Koľko stoja aktuálne elektromobily na Slovensku? Dva modely kúpiš už za necelých 10 000 €

Elektrických vozidiel je na našich cestách každý rok o niečo viac. Rovnako narastá aj záujem zo strany zákazníkov, čomu pomáhajú lepšie ceny a v neposlednom rade podpora zo strany štátu vo forme dotácií. Na slovenskom trhu sa aktuálne nachádza viacero modelov od rôznych značiek, z ktorých si slovenský motorista nebude mať problém vybrať.

Elektromobilita je považovaná za dopravu budúcnosti, no s každým technologickým pokrokom prichádzajú okrem plusov aj mínusy. Výnimkou nie sú ani elektrické vozidlá, ktoré sú často kritizované napríklad za vysoké ceny, dlhé nabíjanie, krátky dojazd či záťaž na životné prostredie pri výrobe. V niektorých prípadoch však ide len o mýty, ktoré nie sú ničím podložené.

Navyše, technológie sa vyvíjajú veľmi rýchlo a to čo sa berie v súčasnosti ako negatívum, o niekoľko rokov môže byť  už minulosť. Elektrické vozidlá majú však aj svoje plusy, pričom ide hlavne o tie ekonomické. Majiteľ elektromobilu počas používania ušetrí za palivo, servis či poistku s prihlásením. Okrem toho môže čerpať viacero výhod, ktoré budú poskytovať samosprávy alebo štát.

European 

Automobilky v poslednom čase investujú obrovské peniaze do vývoja a výroby elektromobilov. Navyše prichádzajú na trh neustále nové modely aj od automobiliek, ktoré doteraz s výrobou elektromobilov zaostávali, pričom aj to sa odzrkadľuje na nižších cenách.

Slovenský trh nie je taký veľký a zaujímavý, aký je napríklad v iných krajinách, no aj napriek tomu je z čoho vyberať. Slovenský zákazník má však na výber hneď z niekoľkých zaujímavých modelov, pričom väčšina z nich má relatívne prijateľnú cenu.

Kórejská kvalita s najpredávanejším modelom od Nissanu

Automobilka Hyundai má vo svojej ponuke hneď dva elektrické modely. Prvým z nich je Hyundai IONIQ electric s výkonom 88 kW a batériou s kapacitou 28 kWh za cenu 35 490 €. IONIQ electric má dojazd na úrovni 280 km.

Ďalším krásnym modelom je Hyundai KONA electric, ktorý je dostupný hneď v troch verziách. Prvý má batériu s kapacitou 39 kWh s výkonom 100 kW a cenou 35 890 €. Druhá verzia má väčšiu, 64 kWh, batériu a silnejší 150 kW motor za 39 890 €. Tretia verzia sa líši len výbavou. Tiež disponuje väčšou, 64 kWh, batériou, motorom s výkonom 150 kW, no s lepšou výbavou electric +, čo sa premietne aj do ceny, ktorá je v tomto prípade až 45 890 €. Dojazd verzie so silnejšou batériou je do 449 km.

Hyundai Kona je atraktívny elektromobil. S dotáciou sa dostaneš na veľmi zaujímavú cenu, SITA

Aj automobilka Kia má svoje elektrické vozidlá. Ide o model KIA SOUL EV s výkonom 81 kW a batériou s kapacitou 30 kWh. Cena tohto modelu je stanovená v akcii za 30 590 €, pričom dojazd je do 250 km. Kia SOUL EV je k dispozícii len vo výbave Platinum, ktorá je veľmi bohatá. Priplatiť si už môžeš len metalický alebo perleťový lak.

Druhým modelom je KIA e-SOUL, ktorá má dve výkonnostné verzie. Prvá disponuje výkonom 100 kW alebo 150 kW a batériou s kapacitou 39,2 kWh alebo 64 kWh. Cena je 35 690 € s kapacitne menšou batériou alebo 39 490 € s väčšou batériou. K dispozícii je aj model vo vyššej výbave Platinum s výkonom 150 kW a batériou s kapacitou 64 kWh za 41 290 €. Dojazd je pri menšej batérii do 277 km alebo do 452 km pri väčšej.

Jedným z najpredávanejších elektrických vozidiel na Slovensku je Nissan Leaf. Tento model je dostupný tiež v troch verziách. Prvá disponuje výkonom 110 kW a 40 kWh batériou, pričom dostupná je len v základnej výbave ACENTA za 35 630 €. Druhá verzia má rovnako 110 kW motor, 40 kWh batériu, no silnejšiu palubnú nabíjačku a dostupná je vo všetkých troch výbavách. V základnej výbave ACENTA stojí 36 130 €, N-CONNECTA 37 930 € a v najvyššej, TEKNA, 39 200 €.

Jeden z najpredávanejších elektromobilov na Slovensku, Nissan Leaf. Podľa normy WLTP má dojazd verzia so 64 kWh motorom až 385 km, Nissan

Tretia verzia sa odlišuje výkonom motora a väčšou kapacitou batérie. Výkon je na úrovni 160 kW a kapacita batérie predstavuje 62 kWh. Táto verzia je dostupná len v strednej výbave N-CONNECTA za 43 930 € a v tej najvyššej, TEKNA, za 45 200 €. K dispozícii je tiež aj rôzne voliteľná výbava. Slabšia verzia má dojazd do 270 km a silnejšia do 385 km.

Na kompaktné mestské vozidlá vsadilo hneď niekoľko výrobcov

Prvým z dostupných modelov je sympatický Renault ZOE, ktorý si môžeš vybrať v dvoch verziách. Dostupná je slabšia verzia R90 s výkonom 68 kW a 40 kWh batériou za 31 300 € vo výbave Life. Druhá, silnejšia, verzia vo výbave Intens má výkon 80 kW a tiež 40 kWh batériu, no cena je 33 500 €. K dispozícii sú aj rôzne pakety či voliteľná výbava, s ktorými si môžeš svoje vozidlo vylepšiť o viaceré bezpečnostné či komfortné prvky. Dojazd vozidla je do 300 km.

Len nedávno predstavila svoj prvý elektromobil aj automobilka Škoda. Ide o malé mestské vozidlo Škoda CITIGOe iV, ktoré má do konca novembra akciovú cenu 17 590 €. Motor má výkon 61 kW a batéria kapacitu 36,8 kWh. Dojazd je podľa výrobcu do 253 km. Je potrebné dodať, že Škoda CITIGOe iV je dostupná len v základnej iV výbave, no tá je veľmi bohatá.

Mestský model má postačujúci dojazd 253 km, Printscreen/ŠKODA

Volkswagen má vo svojej ponuke zatiaľ dva elektromobily, pričom čoskoro bude dostupný najnovší model ID.3. Malý mestský Volkswagen e-UP! bude konkurenciou pre Škodu CITIGOe iV. Výkon motora je 61 kW a kapacita batérie 32,3 kWh. Cena je zvýhodnená o špeciálny bonus, ktorý je platný do 20. decembra 2019. Za vozidlo v sériovej výbave dá zákazník už po odpočítaní bonusu 17 970 €. V ponuke je, samozrejme, aj viacero prvkov výbavy, ktorú si je možné doplatiť. Dojazd tohto malého kompaktu je do 260 km.

Elektrická verzia obľúbeného modelu Golf disponuje výkonom 100 kW a batériou s kapacitou 35,8 kWh. Aj e-Golf má zvýhodnenú cenu o spomínaný bonus, ktorý je aj pri tomto modeli platný do 20. decembra 2019. V základnej výbave ťa po odpočítaní bonusu vyjde Volkswagen e-Golf na 27 980 €. K dispozícii je, samozrejme, aj bohatá doplnková výbava za príplatok. Dojazd modelu e-Golf je do 231 km.

Aj Citroën stavil v prvom rade na malé kompaktné mestské vozidlo. Ide o model Citroën C-ZERO s výkonom 49 kW a batériou s kapacitou 16 kWh. V štandardnej výbave je vozidlo dostupné za 26 990 €, pričom za príplatok je možné si dokúpiť perleťovú farbu alebo metalízu. Maximálny dojazd tohto šikovného modelu je 150 km.


Maximálny dojazd tohto šikovného modelu je 150 km, Citroen

Značka Smart má vo svojej ponuke tri elektrické modely, ktoré sú zaujímavé hlavne dizajnom. Prvý model Smart EQ fortwo s výkonom 60 kW a kapacitou 35,8 kWh je dostupný za 22 139 €. Dojazd tohto modelu je do 155 km. Ďalší model oceníš hlavne počas pekného počasia. Ide o Smart EQ fortwo cabrio za 25 425 € a s výkonom 60 kW. Batéria s kapacitou 35,8 kWh zabezpečí dojazd do 155 km.

Tretím modelom je Smart EQ forfour rovnako s výkonom 60 kW a batériou s kapacitou 35,8 kWh s dojazdom do 155 km. Za tento model dáš 22 805 €. Aj prémiová automobilka BMW stavila na kompaktnosť. Jej model BMW i3 je dostupný v dvoch verziách. Prvá s výkonom 125 kW a batériou s kapacitou 27,2 kWh za cenu 38 950 € a druhá, silnejšia, s výkonom 135 kW a batériou s kapacitou 27,2 kWh za 42 600 €. Obe verzie by mali mať dojazd do 300 km.

Elektromobily aj pre náročných

Prémiová značka Mercedes-Benz má vo svojej ponuke krásny model EQC, ktorého cena sa začína na 76 800 €. Disponuje výkonom 300 kW s maximálnym dojazdom 471 km, o ktorý sa postará batéria s kapacitou 80 kWh. Ďalšia prémiová automobilka Audi ponúka model e-tron s výkonom 265 kW a batériou s kapacitou 95 kWh. Dostupné sú dva modely, ktoré sa od seba líšia len prvkami výbavy. Lacnejší stojí 81 400 € a drahší rovných 83 000 €. Dojazd je podľa výrobcu do 411 km.

Dávid Igaz / FonTech

Do silnej konkurencie sa pustila aj automobilka Jaguar so svojím modelom Jaguar I-PACE. Ten ponúka výkon 294 kW a batériu s kapacitou 90 kWh. Dojazd tohto modelu je stanovený do 470 km. Cena modelu záleží od výbavy, pričom najlacnejšia vychádza na 78 969 €, stredný stupeň 86 946 € a najvyššia výbava 92 954 €. K dispozícii je však aj viacero prvkov príplatkovej výbavy.

Zdroj: Koľko stoja aktuálne elektromobily na Slovensku? Dva modely kúpiš už za necelých 10 000 €

Jak se vyrábí palivo budoucnosti. Vodík pro auta i elektroniku – iDNES.cz

Jak se vyrábí palivo budoucnosti. Vodík pro auta i elektroniku

28. ledna 2008
Jak těžké je získat a skladovat vodík a jaká technologie je nejpoužívanější? A je vůbec bezpečné jej skladovat? Odpovědi na tyto a další otázky hledejte zde.
Na vodík jezdí i tento sporťák

Na vodík jezdí i tento sporťák | foto: TIME

Proč je vodík pro vědce i politiky zajímavý a jak si stojí mezi ostatními alternativními palivy, jste se dozvěděli v tomto článku. Vodík jako palivo budoucnosti se již nyní používá i v městské hromadné dopravě nebo třeba pro napájení mobilních telefonů. Více zde..

Nyní přinášíme tento více technicky založený článek se záměrem osvětlit všechny klíčové technologické celky vodíkového hospodářství. Logicky začneme od výroby vodíku přes možnosti jeho skladování až po palivové články a nastíníme si také otázku bezpečnosti související s využíváním vodíku.

Výroba vodíku

Vodík může být vyráběn mnoha způsoby z širokého spektra vstupních zdrojů. Roční světová produkce vodíku je přibližně 55 milionů tun. V globálním měřítku dominuje v současné době výroba z fosilních paliv.

Zastoupení různých způsobů výroby vodíku ve světovém měřítku
Zastoupení různých způsobů výroby vodíku ve světovém měřítku

Využívání takto vyrobeného vodíku může pomoci lokálně snížit produkci některých zdraví poškozujících látek, globálně by však vedlo pouze k méně hospodárnému využívaní primární energie a s tím souvisejícímu nárůstu produkce oxidu uhličitého (a dalších škodlivých látek). Další možností je výroba vodíku z obnovitelných zdrojů. S jejich využitím se vodík získává pomocí elektrolýzy vody, vysokoteplotního rozkladu vody, zplyňováním či pyrolýzou biomasy nebo výrobou s využitím speciálních bakterií.

Pro výrobu vodíku přímo z vody se jeví vhodné také některé vyvíjené jaderné reaktory čtvrté generace. Vysoká teplota chladiva na výstupu z reaktoru je ideální pro některé perspektivní termochemické cykly i vysokoteplotní elektrolýzu.

Hlavním motorem rozvoje vodíkového hospodářství je nalezení alternativy k využívání fosilních paliv, a to především v dopravním sektoru. Případná masivní výroba vodíku pro tyto účely z fosilních paliv by proto byla z výše uvedených důvodů jen těžko obhajitelná, a proto se pozornost v poslední době soustředí na ty způsoby výroby vodíku, které neprodukují emise škodlivých látek a nejsou závislé na dodávkách fosilních paliv.

Stručný přehled výrobních technologií vodíku:

Jak již bylo řečeno, možností jak vodík vyrábět existuje celá řada, přičemž v dalším textu se zaměříme na nejrozšířenější, případně v současné době nejperspektivnější technologie výroby vodíku.

Parní reforming zemního plynu

Tato technologie je v současnosti nejlevnějším a nejrozšířenějším způsobem výroby vodíku. Teplo pro reformní reakci i následnou konverzi oxidu uhelnatého je dodáváno z přímého spalování části zemního plynu (tzv. autotermní reforming).

Parní reforming zemního plynu
Parní reforming zemního plynu

Proces má dvě fáze; v první se za přítomnosti katalyzátoru do vodní páry (500 – 1 100C, 0,3 – 2,5 MPa) přivádí metan (dominantní část zemního plynu). Směs metanu a páry reaguje za vzniku vodíku a oxidu uhelnatého a menšího podílu oxidu uhličitého. Poté následuje navyšování množství produkovaného vodíku konverzí CO z reforméru s další přidanou párou. Reakce probíhá již za nižších teplot.

reformní reakce: CH+ H2O → CO + 3H2

konverze CO: CO + H2O → CO+ H2

Účinnost (konverze) produkce vodíku je závislá na poměru páry a uhlíku ve směsi; pohybuje se okolo 80 %. Značnou nevýhodou je produkce vysokého množství oxidu uhličitého – na 1 kg vodíku se vyprodukuje 7,05 kg CO2.

Elektrolýza vody

Elektrolýza vody je proces, při kterém stejnosměrný proud při průchodu vodou (většinou s přídavkem dalších látek pro zvýšení vodivosti) rozštěpí chemickou vazbu mezi vodíkem a kyslíkem:

2H2O → 2H+ O2

H+ (proton) poté reaguje na katodě za vzniku plynu, který je jímán a následně skladován. Proces elektrolýzy probíhá za pokojových teplot a pro jeho chod je nutná pouze elektrická energie. Tímto způsobem jsou vyrobena asi 4 % z celkové světové produkce vodíku, který je využíván zejména tam, kde je třeba vysoce čistý vodík.

Elektrolýza
Schéma elektrolýzy vody

Membránový elektrolyzér
Membránový elektrolyzér

Účinnost procesu se pohybuje v rozmezí 80 – 92 %. Výstupem elektrolýzy je kyslík a vysoce čistý vodíkový plyn, pro většinu aplikací bez nutnosti dodatečného dočišťování. Na celkové účinnosti elektrolytické výroby vodíku se podílí především účinnost výroby elektrické energie (30 – 40 % pro konvenční zdroje). Celková účinnost elektrolýzy se tedy pohybuje přibližně v rozmezí 25 – 35 %. Výhodu je současná produkce kyslíku, který má podobně jako vodík široké využití.

Pro lepší představu: osobní vodíková vozidla mají spotřebu okolo 1kg vodíku na 100 km. Na výrobu tohoto množství vodíku elektrolýzou je třeba přibližně 9kg (~9 litrů) vody a 60kWhel.

Vysokoteplotní elektrolýza

Pro vysokoteplotní elektrolýzu, nazývanou též někdy parní elektrolýza, je charakteristické, že část dodávané energie tvoří elektrická energie a část je přivedena ve formě tepla, čímž je zvýšena celková účinnost procesu oproti klasické elektrolýze vody. Reakce probíhající ve vysokoteplotním elektrolyzéru je reverzní k reakci probíhající v palivových článcích s pevnými oxidy. Do elektrolyzéru vstupuje vodní pára a vodík; vystupuje z něho obohacená směs obsahující 75 % hm vodíku a 25 % hm páry. Vodík je pak z páry oddělen v kondenzační jednotce. Celková účinnost vysokoteplotní elektrolýzy (vč. výroby potřebné energie) může dosahovat až 45 %. Tato metoda je vedle termochemických cyklů štěpení vody, popsaných v dalším odstavci, slibným kandidátem na výrobu vodíku ve velkém měřítku.

Termochemické cykly štěpení vody

Termochemické cykly jsou známy již více jak 35 let; intenzivně byly studovány na přelomu 70. a 80. let 20. století (v době ropné krize, tedy v době hledání ekonomické výroby alternativních paliv). Při termochemickém štěpení vody je voda rozdělena na kyslík a vodík pomocí série chemických reakcí, které využívají energie ve formě vysokopotenciálního teple anebo v případě hybridních cyklů tepla a elektřiny. Cykly popisované níže jsou cykly uzavřené, tj. použité chemické látky jsou v průběhu reakcí “recyklovány” a znovu vstupují do procesu. Doplňovanou vstupní surovinou je tedy pouze voda a výsledným produktem vodík a kyslík.

S-I cyklus

Siřičito-jódový termochemický cyklus byl vyvinut v General Atomics (San Diego, USA) v polovině 70. let 20. století. Je předním kandidátem levné a účinné výroby vodíku pomocí jaderné energie.

Vstupní surovinou je pouze voda a vysokopotenciální (s vysokou teplotou média) teplo; výstupními surovinami jsou kyslík s vodíkem a nízkopotenciální teplo. Všechny vstupní suroviny jsou tekuté. Jód a oxid siřičitý se recyklují a opětně používají, teoreticky se tedy neprodukuje žádný odpad (ve skutečnosti samozřejmě k určitým ztrátám dochází). Při produkci vodíku probíhají tyto termochemické reakce:

I+ SO+ 2H2O → 2HI + H2SO4 (120C)

H2SO→ SO+ H2O + 1/2O(800-1 000C)

2HI → I+ H2 (300-450C)

V prvním kroku, který je znám jako Bunsenova reakce, reaguje vstupující voda s jódem a oxidem siřičitým za vzniku kyseliny sírové a jodovodíkové. Nejvíce tepla (a o nejvyšší teplotě, 800-1000 oC) vyžaduje endotermický rozklad kyseliny sírové. Rozklad kyseliny jodovodíkové a současná produkce vodíku vyžaduje teploty nižší (450C).

Schéma SI procesu štěpení vody
Schéma SI procesu štěpení vody

Účinnost celého výrobního cyklu vodíku se pohybuje v rozmezí 40-52 % (50 % při 950C ). S dalším nárůstem teplot bude růst i účinnost cyklu. Oproti elektrolýze má vyšší účinnost, protože není třeba vyrobené teplo přeměňovat se ztrátami na elektřinu.

Nevýhodou tohoto cyklu je požadavek vysokých vstupních teplot a agresivita kyseliny sírové a jodovodíkové, což vede k vysokým nárokům na chemickou odolnost použitých materiálů. Problematická bude kontrola podmínek reakcí v průmyslovém měřítku (v laboratorních podmínkách byla tato otázka již zvládnuta). Podrobnosti k S-I cyklu i k dalším termochemickým cyklům můžete nalézt např. zde. (hytep.cz)

Laboratorní výroba H2 SI procesem
Laboratorní výroba H2 SI procesem v Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI)

Mimo uvedené možnosti existuje celá řada dalších způsobů výroby vodíku, přičemž preference toho kterého způsobu vyplyne z lokálních dostupnosti surovin a energií, poptávky a především z investičních a provozních nákladů více než z celkové účinnosti procesu. Pro masivní udržitelnou výrobu se jeví perspektivní výroba vodíku chemickými cykly nebo vysokoteplotní elektrolýza v kombinaci s vysokopotencionálním zdrojem tepla – vybrané reaktory tzv. Generace IV.

Vysokoteplotní reaktor IV. Generace
Vysokoteplotní reaktor IV. Generace, chlazený He, moderovaný grafitem

Konvenční elektrolýza najde pravděpodobně uplatnění v menších lokálních zdrojích vodíku. Elektrická energie z obnovitelných zdrojů může být s výhodou využita právě pro lokální výrobu vodíku, odstraňuje komplikace s regulací energetické přenosové soustavy. Bioplyn a ostatní obnovitelná biologická paliva bude pravděpodobně výhodnější spalovat přímo ve spalovacích motorech či v menších zdrojích elektrické energie. Výroba vodíku se také může stát perspektivní metodou regulace spotřeby elektrické energie.

Biotechnologická produkce vodíku

Jiným zajímavým způsobem, který je dnes ovšem na počátku vývoje, je výroba vodíku pomocí mikroorganismů.

Ačkoli “suchá” biomasa je vhodným materiálem pro konverzi pomocí klasických termochemických procesů, biomasa s vysokým obsahem vody je tímto způsobem z ekonomického hlediska nevyužitelná. Proto může být v případě vlhké biomasy výhodné využít biotechnologické procesy, kdy reakce jsou katalyzovány mikroorganismy ve vodném prostředí za nízkých teplot a tlaků. V tomto případě rozlišujeme dva procesy: vodíkovou fermentaci (i) fungující bez přítomnosti světla a fotobiologickou produkci vodíku (ii).

Vodíková fermentace v nepřítomnosti světla je přirozený děj ke kterému dochází za anoxických nebo anaerobních podmínek. Organické látky jsou v tomto případě využívány jako primární zdroj vodíku a také jako zdroj energie. Různé druhy bakterií využívají v nepřítomnosti kyslíku redukci protonů na vodík k uložení elektronů z oxidace organických látek. Pro plné využití chemické energie substrátu jsou potřeba dva kroky, jak je ukázáno na Obr. 1. V první fázi je z organického substrátu produkován vodík pomocí vodíkové fermentace. V druhé fázi je pak z efluentu obsahujícího acetát získáván buďto bioplyn nebo pomocí fotofermentace (viz níže) vodík. Dále je vhodné využít biologicky nerozložitelné zbytky biomasy, které je obvykle možno spalovat. Tím se dosáhne dalšího zvětšení množství získané energie.

Schéma bioprodukce vodíku pomocí dvoustupňové fermentace
Schéma bioprodukce vodíku pomocí dvoustupňové fermentace

Fotofermentace je proces, při kterém jsou organické látky, například acetát, bakteriemi přeměňovány na vodík a CO2 za využití světla. Proces probíhá za anaerobních podmínek a může být snadno kombinován s vodíkovou fermentací popsanou výše, kde je acetát jedním z produktů. Jednou ze skupin mikroorganismů schopných fotofermentace jsou purpurové bakterie. Ačkoli bylo do dnešní doby navrženo mnoho fotobioreaktorů, v praxi nalezl dosud uplatnění pouze typ uvedený na (Obr. 2).

Design „flat-plate“ fotobioreaktoru; prototyp slunečního kolektoru
Design “flat-plate” fotobioreaktoru; prototyp slunečního kolektoru

Výroba vodíku pomocí mikroorganismů je slibným, nicméně v celkovém pohledu poněkud nízkokapacitním způsobem jak vodík vyrábět. Velkou výhodou oproti např. výrobě uhlovodíkových biopaliv je využití vstupních surovin, které jsou jinak obtížně zpracovatelné (např. kaly z čističek odpadních vod), a nekonkuruje tak z hlediska záborů orné půdy výrobě potravin.

Porovnání celkových účinností jednotlivých koncepcí zde a zde.

Palivové články

Palivový článek je zařízení, které při elektrochemické reakci přeměňuje chemickou energii kontinuálně přiváděného paliva s oxidačním činidlem na energii elektrickou.
Oproti tepelným strojům s generátorem el. energie dosahují palivové články při výrobě elektrické energie vysokých účinností, a to až 60 % v laboratorních podmínkách. Reálná účinnost dosahuje 40-55 %, dle zatížení a typu palivového článku. Vysoká účinnost je dána zejména tím, že přeměna energie je přímá, nikoliv přes mezistupně (tepelnou a mechanickou E), jako je tomu např. u spalovacích motorů.

V současné době je vyvíjeno pět typů palivových článků lišících se především chemickým složením elektrolytu, provozními teplotami a možným palivem. Nízkoteplotní palivové články využívají s kyslíkem (většinou ze vzduchu) vodík nebo methanol, vysokoteplotní články mohou využívat i některá konvenční uhlovodíková paliva. Jednotlivé typy článků vhledem k rozdílným provozním parametrům nacházejí uplatnění ve velmi odlišných aplikacích. Nízkoteplotní palivové články jsou využívány zejména v mobilních aplikacích k výrobě elektrické energie, vysokoteplotní články naopak převládají v kombinované výrobě tepla a elektrické energie v aplikacích stacionárních.

Soubor dvou elektrod a elektrolytu je nazýván palivovou celou, palivovým článkem obvykle označujeme soubor palivových cel. (analogie s chemickými bateriemi). Palivové články jsou obvykle sestaveny z palivových cel v bipolárním uspořádání s ohledem na požadované výstupní parametry článku (především napětí a výkon).

Princip palivového článku lze nejsnáze objasnit na palivovém článku s polymerní membránou. Tento článek se skládá ze dvou elektrod, na jejichž povrchu se nachází slabá vrstvička uhlíku (většinou ve formě grafitu) obsahujícím malé množství platiny, která zde slouží jako katalyzátor.

struktura katalyzátoru
Grafit s rozptýlenými částečkami platiny (tmavé tečky)

Elektrody jsou od sebe odděleny tenkou polymerní membránou, která propouští kladně nabité ionty – protony (u katexové membrány). Vodík je přiváděn k anodě, kde na povrchu katalyzátoru dochází k jeho disociaci na protony a elektrony. Protony procházejí skrze polymerní vrstvu, elektrony jsou nuceny procházet externím okruhem, a mohou tedy konat užitečnou práci. Na katodě pak sloučením dvou kladně nabitých vodíkových iontů (protonů), dvou elektronů a atomu kyslíku vzniká voda (vzhledem k provozní teplotě palivového článku obvykle v podobě páry). Na stranu katody je přiváděn čistý kyslík nebo častěji kyslík ze vzduchu.

Princip palivového článku
Princip palivového článku

Ostatní typy palivových článků jsou stručně popsány např. zde (hytep.cz).

Příklad pal. čl. složeného z 30ti cel
Příklad palivového článku složeného z 30 cel

Palivové články jsou v současnosti technologicky velmi vyspělá a bezpečná zařízení. Jejich komerčnímu rozšíření braní prozatím jejich vysoká cena daná stupněm vývoje a převážně kusovou výrobou a v neposlední řadě cenou použitých materiálů. U nízkoteplotních palivových článků je to především cena fluorovaných membrán a platiny, u vysokoteplotních potom cena materiálů schopných odolat vysokým teplotám a korozivnímu prostředí. Cena palivového PEM článku je v současnosti přibližně 3 000-4 000 USD/kW. Přední výrobci však již dnes garantují budoucí cenu/kW srovnatelnou se špičkovým spalovacím motorem.

Skladování vodíku

Možnost dlouhodobého skladování vodíku představuje základní technologickou výhodu oproti dalšímu nosiči energie – elektřině, u které je nutno neustále regulovat rovnováhu mezi výrobou a spotřebou. “Uskladnění” elektřiny v akumulátorech není využitelné v měřítku velkovýroby, přečerpávací elektrárny jsou sice užitečnou, ale opět poněkud okrajovou možností. Skladování vodíku tedy představuje velmi výhodnou možnost, jak optimalizovat a regulovat výrobu a spotřebu energií obecně. Existují například plány na propojené výroby elektřiny a vodíku přes elektrolýzu, což by umožnilo snazší regulaci jaderných elektráren, které by mohly pracovat při optimálním zatížení po celou dobu a v období sníženého odběru by se vyráběl vodík, využitelný buď pro výrobu elektřiny (v době špičky) nebo pro dopravu. Popsané propojení by bylo užitečné i u jiných typů elektráren, viz problémy s regulací energetické soustavy SRN v loňském roce z důvodu nadvýroby elektřiny z větrných elektráren. Nicméně některé fyzikálně-chemické vlastnosti vodíku nám jeho uskladňování trochu komplikují, jako např. jeho velmi nízká hustota a bod varu.

Skladování vodíku v plynné fázi 

Pro stacionární aplikace se obvykle používá ocelových bezešvých lahví z nízkouhlíkaté nebo legované oceli. Vyrábějí se v objemech od 0,8 litrů až do přibližně 140 l pro běžné aplikace.V mobilních aplikacích se obvykle používá kompozitních tlakových nádob. Vyrábějí se v objemech od desítek litrů až přibližně do 300 l. Typickým provozním tlakem je 350 bar (=350 atm = 35MPa), v nejnovějších aplikacích potom 450 až 700 bar (současný technologický limit je 1 000 bar). V mnoha aplikacích je válcový tvar mírně deformován v závislosti na potřebách zástavby do úložného prostoru vozidla. Vnitřní povrch kompozitních lahví tvoří obvykle tenká vrstva kovu, případně speciálního polymeru, která zabraňuje úniku plynu přes strukturu kompozitu.

Průřez kompozitní lahví pro plynný H2
Průřez kompozitní lahví pro plynný H2

Pokud chceme skladovat vodík ve vysokotlakých nádržích, musíme jej nejprve stlačit na požadovaný tlak. Pro stlačování vodíku se používá zejména pístových kompresorů. Energie potřebná na stlačení vodíku na 350 bar dosahuje přibližně 30 % energie v palivu.

Skladování vodíku v kapalné fázi:

Běžně využívaná fosilní paliva je možné skladovat v kapalném stavu za běžných teplot a při relativně nízkých tlacích, oproti tomu kapalný vodík je skladován při teplotě -252 şC; s tím souvisejí zvýšené nároky na použité materiály a vysoké energetické nároky na zkapalnění.

Průřez nádrží na kapalný vodík
Průřez nádrží na kapalný vodík

Vodík je ze zásobníku čerpán jako kapalina – pro spalovací motory nebo jako plyn – pro palivové články. Pro uskladnění se používají vícevrstvé nádoby s velmi dobrými izolačními vlastnostmi s maximálním přetlakem 5 barů. Tyto nádoby musí být vybaveny přetlakovým mechanismem, kterým je regulován maximální přípustný tlak. Při skladování vodíku v kryogenních nádobách dochází vlivem přestupu tepla z okolí k postupnému odpařování, a tedy zvyšování tlaku uvnitř této nádoby. Aby nedošlo k destrukci nádrže, musí být tlak uvnitř nádoby regulován odpouštěním odpařeného vodíku. Pro běžně používané nádrže dosahují ztráty až 3 % hm na den. V některých aplikacích je takto unikající vodík jímán a stlačován do přídavných tlakových lahví.

Zkapalňování vodíku je technologicky i energeticky náročný proces. Energie potřebná ke zkapalnění dosahuje přibližně 40 % energie v palivu.

Vedle těchto tradičních způsobů skladování existuje ještě velké množství alternativních technologií skladování vodíku. Nejperspektivnější se jeví skladovat vodík vázaný v materiálech, jako jsou alanáty, metalhydridy, nanostruktury uhlíku a další, viz skladování vodíku na hytep.cz.

Bezpečnost

Na úvod je třeba předeslat, že všechna paliva jsou nějakým způsobem nebezpečná. S nadsázkou by se dalo říci, že to je právě ta vlastnost, pro kterou se využívají. Vysoká hustota energie, hořlavost a výbušnost jsou vlastnosti, které jsou společné všem druhům paliv. Skladování těchto látek v prostoru vozidla představuje riziko vznícení, případně výbuchu paliva vně spalovací komory tepelného motoru nebo palivového článku. Vodík není v tomto ohledu výjimkou, přesto je jeho chování v mnoha ohledech velmi odlišné od stávajících fosilních paliv.

Vodík tvoří spolu se vzduchem hořlavou a výbušnou směs v širokém rozsahu koncentrací (4-75 % objemu pro hořlavou směs a 19-59 % objemu pro výbušnou směs); při rychlé expanzi může dojít k samovznícení; vodík má velmi nízkou zápalnou energii, již velmi malý elektrostatický náboj (0,02 J) může iniciovat vzplanutí paliva, nízká viskozita a malá velikost vodíkové molekuly kladou zvýšené nároky na utěsnění palivové soustavy. Únik vodíku není možné rozpoznat lidskými smysly. Velmi nízká hustota plynu napomáhá rychlému rozptylu do okolí, a tedy rychlému snížení koncentrace pod zápalnou mez. Nebyly zjištěny toxické účinky na člověka, při hoření nevznikají toxické zplodiny; za denního světla není vodíkový plamen téměř viditelný.

Přestože většina výše uvedených parametrů je z hlediska bezpečnosti oproti běžným palivům méně příznivých, mnoho praktických zkoušek prokázalo menší destrukční účinky vzplanutí vodíkové nádrže na vozidlo i menší riziko pro posádku. Na následujícím obrázku je test úniku a následného vznícení vodíku vs. stejná situace s vozidlem na benzin.

Test úniku a vznícení vodíku z vozidla
Test úniku a vznícení vodíku z vozidla

Při destrukci nádrže stoupá vodík díky své nízké hustotě velmi rychle vzhůru a případný požár vzniká ve větší míře vně vozidla. K zvýšení bezpečnosti přispívá i menší množství paliva skladovaného ve vozidlech. Bezpečnost se dá dále zvýšit vhodným umístěním skladovací nádrže (u autobusu například na střechu vozidla).

Na závěr je třeba připomenout, že využívání vodíku není novinkou posledních let. Ve velkém množství je spotřebováván například v ropných rafinériích při výrobě benzinů nebo v potravinářství při ztužování tuků. Relativně nové je pouze jeho využívání jako energetického nosiče. Velké množství dopravních prostředků v rámci demonstračních projektů na celém světě (Cute, HyFleet:Cute, …) denně prokazuje, že je vodík pro tyto účely dostatečně spolehlivé a bezpečné palivo.

Závěr

Cílem tohoto článku bylo přiblížit všechny podstatné aspekty vodíkového hospodářství po technické stránce. Výčet technologií palivových článků, způsobu výroby a skladování i bezpečnosti zcela jistě není úplný. Přesto si myslíme, že může sloužit jako základní vodítko pro orientaci v alternativních způsobech skladování energie a jejího využití např. v dopravě a ostatních energetických potřebách moderní společnosti.

Technologie související s využitím vodíku v dopravě a v energetice zaznamenaly velmi překotný rozvoj, zejména v posledních dvaceti letech. Zvýšila se jejich účinnost, bezpečnost a v neposlední řadě uživatelská přívětivost. V dalších letech se začneme setkávat s jednotlivými produkty vodíkových technologií čím dál tím častěji.

Autor Ing. Luděk Janík

Ing. Luděk Janík

je vedoucím oddělení vodíkových technologií – Ústav jaderného výzkumu Řež – a ředitelem České vodíkové technologické platformy.

Zdroj: https://www.idnes.cz/technet/technika/jak-se-vyrabi-palivo-budoucnosti-vodik-pro-auta-i-elektroniku.A080127_234744_tec_technika_vse

Zdroj: Jak se vyrábí palivo budoucnosti. Vodík pro auta i elektroniku – iDNES.cz

Autom do Chorvátska 2019 – diaľničné známky a mýto – Chorvatsky.guru

Aktuálny prehľad diaľničných známok a mýta na ceste do Chorvátska na rok 2019 (maďarská, rakúska, slovinská diaľničná známka aj chorvátske mýto).

Autom do Chorvátska 2019 – diaľničné známky a mýto

Cesta k moru autom je tradične spojená s poplatkami na diaľniciach, buď v podobe diaľničných známok alebo mýta. Skontrolovali sme pre vás aktuálne ceny známok a mýta na ceste do Chorvátska pre rok 2019 a tu je celkový prehľad:

SLOVENSKÁ DIAĽNIČNÁ ZNÁMKA 2019

eznamka-logo

Ak nemáte slovenskú diaľničnú známku, tak najrýchlejšie ju kúpite na webe eZnamka.sk, na tomto odkaze:
https://eznamka.sk/selfcare/purchase/

Odpovede na najčastejšie otázky ohľadom slovenskej diaľničnej známky nájdete tu::
https://eznamka.sk/sk/dialnicne-znamky/faq

Cena diaľničné známky pre rok 2019 zostáva rovnaká ako v roku 2018, pre autá do 3,5t:
10-dňová … 10€
30-dňová … 14€

MAĎARSKÁ DIAĽNIČNÁ ZNÁMKA 2019

Diaľničná známka u susedov je rovnako ako domáca diaľničná známka len v elektronickej podobe. Najkratšia platnosť známky je 10 dní, pre dvojtýždňové pobyty je výhodné zakúpiť mesačnú známku. Ceny najkratších desaťdňových diaľničných známok sa zvýšili o cca 18% od minulého roka. Ceny mesačných diaľničných známok zostávajú rovnaké ako v roku 2018.

vignette-hu

Cena maďarskej diaľničnej známky v roku 2019 pre autá do 3,5t (max. 7 osôb, vrátane prívesu) = kategória D1:
10-dňová … 3,500 HUF
30-dňová … 4,780 HUF

Cena maďarskej diaľničnej známky v roku 2019 pre autá ktoré nespĺňajú podmienky predchádzajúce kategórie = kategória D2:
10-dňová … 7,000 HUF
30-dňová … 9,560 HUF

Cena maďarskej diaľničnej známky v roku 2019 pre prívesy u áut kategórie D2:
10-dňová … 3,500 HUF
30-dňová … 4,780 HUF

Maďarskú diaľničnú známku je možné kúpiť v okolí hraničných prechodov, na benzínových pumpách alebo online. Pre nákup online na webe spoločnosti National Toll Payment Services Plc je nutné sa najskôr zaregistrovať, potom je možné vykonať nákup diaľničné známky.

Registrácia pre nákup diaľničné známky (k dispozícii maďarsky, anglicky a nemecky):
https://ematrica.nemzetiutdij.hu/customers/regisztracio
Nákup maďarskej diaľničné známky (k dispozícii maďarsky, anglicky a nemecky):
https://ematrica.nemzetiutdij.hu/

Správca maďarských diaľnic vydáva aj príručku s podrobnými informáciami k diaľničnej známke v niekoľkých jazykoch – tu je odkaz na slovenskú verziu:
http://www.motorway.hu/files/document/document/168/hd_brosura_SLO.pdf

A pre úplnosť ešte prikladáme aktuálny obrázok spoplatnených úsekov maďarských diaľnic a rýchlostných ciest. Podrobné mapy potom nájdete na tomto odkaze (anglická verzia):
http://toll-charge.hu/articles/article/road-network

RAKÚSKA DIAĽNIČNÁ ZNÁMKA 2019

Ak bývate v Bratislave alebo jej okolí a preferujete cestu cez Rakúsko a Slovinsko, pridávame informáciu o diaľničných známkach aj v týchto krajinách.

Od roku 2018 zaviedlo aj Rakúsko elektronickú diaľničnú známku, takže ju jednoducho objednáte online z pohodlia domova a nie je nutné už známku vylepovať na sklo auta. Diaľničnú známku kúpite online tu:
https://shop.asfinag.at/en/

Upozornenie: Má to jeden háčik, rakúsku diaľničnú známku online musíte kúpiť 18 dní pred plánovaným odchodom na dovolenku! Známka začína platiť najskôr 18-ty deň po zakúpení na webe Asfinag. Ak sa rozhodnete kúpiť známku menej ako 18 dní pred odchodom, musíte si kúpiť klasickú známku. Klasickú diaľničnú známku v podobe samolepky ďalej zaobstaráte na benzínových pumpách a diaľničných priechodoch.

rakúska diaľničná známka na rok 2019 na desať dní

U rakúskej diaľničnej známky došlo rovnako ako vlani k miernemu navýšeniu ceny a to o niekoľko eurocentov. U rakúskej známky stále platí, že ak idete na 2 týždne, vyplatí sa kúpiť 2x desaťdňovú známku miesto známky dvojmesačné.

Cena rakúskej diaľničnej známky v roku 2018 pre autá do 3,5t:
10-dňová … 9.20€
Dvojmesačná … 26.80€

Pre prehľadnosť ešte prikladáme mapku spoplatnených úsekov rakúskych diaľnic:

mapa spoplatnených diaľničných úsekov v Rakúsku

SLOVINSKÁ DIAĽNIČNÁ ZNÁMKA 2019

U slovinské diaľničné známky zostáva pre rok 2019 všetko pri starom. Slovinci uplatňujú 2 kategórie osobných vozňov 2A a 2B, kedy do kategórie automobilov 2B spadajú automobily s nosnosťou do 3,5t a výškou 1,3m nad prvou nápravou. Cena diaľničné známky je pre vozidlá kategórie 2B dvojnásobná.

Pre jednoduchší prehľad uvádzame zoznam automobilov, ktoré patria do kategórie 2B(externý odkaz na web Diaľničné spoločnosti Slovinskej republiky DARS):
Prehľad automobilov patriacich do kategórie 2B pre slovinskú diaľničnú známku

grafická podoba slovinskej diaľničnej známky na rok 2019

Cena slovinské diaľničné známky v roku 2018 pre autá do 3,5t a do 1,3m výšky od zeme na nápravou:

7-dňová … 15€
30-dňová … 30€

Cena slovinské diaľničné známky v roku 2018 pre autá do 3,5t a nad 1,3m výšky od zeme na nápravou (tzv. ategória 2B):
7-dňová … 30€
30-dňová … 60€

A pre úplnosť ešte mapa spoplatnených diaľničných úsekov v Slovinsku:

CHORVÁTSKE MÝTO 2019

V roku 2017 Chorváti po rokoch upravili ceny mýta a zaviedli ceny pre hlavnú sezónu(1.7.-30.9.) a vedľajšiu sezónu. Ceny v hlavnej sezóne majú 10% prirážku k cenám mimo hlavnej sezóny. Ďalej v texte uvádzame ceny mýta pre hlavnú sezónu, ale dopĺňame aj odkazy na online cenníky, ktoré vo vedľajšej sezóne zobrazia aktuálne ceny.

Chorvátske mýto je možné platiť v hotovosti (v kunách a eurách), platobnou kartou, alebo zakúpením elektronického prístroja – krabičky ENC. Pri použití krabičky ENC ušetríte 21,74% oproti bežnému mýtnemu a môžete využívať vyhradený pruh ENC. Združenie Chorvátske diaľnice uvádza na svojich webových stránkach podrobné odpovede na najčastejšie otázky ohľadom ENChttp://hac.hr/en/toll-rates/faq

Prístroj ENC od spoločnosti Hrvatske autoceste zakúpite v 14 predajných miestach na diaľniciach, ktoré ale nie sú otvorené non-stop. Dobitie prístroja je možné prostredníctvom internetu, pomocou SMS voucheru, bankovým prevodom, alebo osobne na vybraných mýtnych bránach. Tu je zoznam predajných miest ENC vrátane otváracej doby a zoznam mýtnych brán, kde je možné na mieste dobiť ENC prístroje
http://hac.hr/en/toll-rates/where-get-prepayment

Chorváti rozlišujú 4 druhy kategórií vozidiel plus motocykle. Ďalej v texte uvádzame ceny mýta pre I. kategóriu, teda osobný automobil s 2 nápravami a výškou do 1.9m bez prívesu. Prehľad jednotlivých ktegorií vozidiel nájdete na webe združenia Chorvátske diaľnice (Hrvatske autoceste d.o.o. čiže HAC.hr) – odkaz na anglickú verziu:
http://hac.hr/en/toll-rates/pricelist

TIP: Združenie Chorvátske diaľnice (HAC.hr) prevádzkuje skvelú prehľadnú interaktívnu mapu chorvátskych diaľnic (odkaz tu), na ktorej si môžete zobraziť všetko od zjazdov z diaľnice, benzíniek, odpočívadiel, zmenární až po tunely a mosty alebo kamery na diaľniciach.

Mýto od maďarskej hranice po Záhreb

Cena mýtneho na diaľnici A4 Goričan — Záhreb (od maďarskej hranice do Záhrebu) pre I. kategóriu vozidiel… 47 HRK (cena pre hlavnú sezónu)

Úplný cenník všetkých kategórií vozidiel (upozornenie – cenník ukazuje aktuálne ceny v daný deň, ak sa pozeráte mimo hlavnej sezóny, ukazujú sa mimosezónne ceny):
http://hac.hr/en/cjenik_autocesta/A4?c=Sveta%20Helena

Mýto od slovinskej hranice po Záhreb

Cena mýta na diaľnici A2 Macelj (Trakošćan) – Zagreb (Zaprešić) od slovinskej hranice do Záhrebu pre I. kategóriu vozidiel… 48 HRK

Tento úsek diaľnice spadá pod správu spoločnosti AZM (Autocesta Zagreb-Macelj), mýto je možné platiť v hotovosti v HRK alebo Eurách, platobnou kartou alebo kartou AZM. Úplný cenník všetkých kategórií vozidiel nájdete tu:
http://www.azm.hr/cestarine.asp?pageID=37&lang=eng

Mýto na diaľnici A1 od Záhrebu po Dubrovník

Cenník mýta pre hlavnú sezónu 1.7.2019 – 30.9.2019 na diaľnici A1 Záhreb (Lučko) — Split (Dugopolje) — Dubrovník pre kategóriu vozidiel I. Na diaľnici sa vchádza pri vjazde Záhreb — Lučko a mýto sa platí u jednotlivých výjazdov. Pre jednoduchšiu orientáciu uvádzame aj prehľad cieľových chorvátskych destinácií a príslušných výjazdov z diaľnice:

Výjazdy cena v HRK zjazdy na tieto destinácie
Karlovac 21
Bosiljevo 34 odbočka na Rijeku
Rijeka (Kun) 77
Žuta Lokva 66 Sejn, Novi Vinodolski
Otočac 73 Plitvicka jazerá
Maslenica 128
Posedarje 132 ostrov Pag
Zadar 1 134
Zadar 2 139
Benkovac 148 Biograd na Moru
Pirovac 159 ostrov Murter
Skradin 164
Šibenik 169 Vodice, Primošten, Rogoznica
Vrpolje 177 Trogir
Prgomet 186 Trogir
Dugopolje 200 Split
Blato na Cetini 216 Omiš
Šestanovac 220 Makarska riviéra
Zagvozd 225 Makarska riviéra cez tunel Sveti Ilija
Ravča 241
Vrgorac 247
Karamatići 256
Čarapine 257 koniec diaľnice A1

Pre úplnosť ešte odkaz na kompletný cenník mýta pre všetky kategórie vozidiel platný pre sezónu 2019 (upozornenie – cenník ukazuje aktuálne ceny v daný deň, ak sa pozeráte mimo hlavnej sezóny, ukazujú sa mimosezónne ceny):
http://hac.hr/en/cjenik_autocesta/A1?c=Rijeka%20%28Grobnik%29

Zdroj: Autom do Chorvátska 2019 – diaľničné známky a mýto – Chorvatsky.guru

Dôležité parametre u batérií 

Parametre akumulátorov a batérií

Pri batériách je množstvo parametrov, ktoré zásadne ovplyvňujú ich použiteľnosť. Navyše sú často vzájomne prepojené a zmena jedného ovplyvní (a často aj zásadne) iné parametre. A všetky dokopy určujú dĺžku jej možného používania – životnosť. Na webe, a v dátových listoch batérií, nájdete množstvo pojmov a ich vysvetlení. Často sú však značne zložité a zahmlené. Tu sa pokúsim o “laické” vysvetlenie. To samozrejme prináša mierne zjednodušenia a nie vždy úplne presne vysvetľuje niektoré detaily. Dôležitejšie je pochopiť celok a jednotlivosti rôznych druhov si potom už ľahšie pohľadáte. Poďme sa teda na tie zásadne pozrieť.

Článok, akumulátor a batéria

Už tu je vidno, že uskladňovanie elektriny je plné slov, ktoré sa predpokladajú, že každý vie a chápe. V reálnom živote to však tak nie je. K pojmom sa pustím metódou zhora dolu a začnem u batérií.

K tomuto pojmu sa vžilo množstvo významov, ale jeho základný pojem je rad, blok rovnakých predmetov (batéria). A od toho sa odvíja aj zjednodušenie. Správne by sa teda malo nazývať Batéria akumulátorových  článkov. Teda ak použijeme pojem batéria, vždy to bude batéria akumulátorových článkov.

Akumulátor je iný pojem, ktorý sa používa. Niektorí jej používajú vo význame jedného článku, iní namiesto batérie. Samotný pojem však vyjadruje iba možnosť akumulovať (uskladniť) elektrinu. Správny pojem by mal byť: Sekundárny elektrochemický článok.

Článok (bunka) – to je základný stavebný prvok, ktorý má kladný a záporný pól (vývod) a pri jeho ďalšom delení už prestane fungovať. Batériu môžme rozdeliť na jednotlivé články. Zväčša už pre pôvodný účel nebude použiteľná, ale každý jej článok bude schopný činnosti.

Fyzikálne (pevne dané) parametre

Toto sú parametre, ktoré vybraný typ má a prosto sa to nezmení počas ich použitia – teda aspoň nie priveľmi. Treba s týmito údajmi rátať pri návrhu, a to je pre životnosť všetko. Medzi tieto parametre patrí: rozmer, hmotnosť, typ pripojovacích svoriek, nutnosť a spôsob údržby, a iné menej používané. Nie je medzi nimi ani jeden elektrický parameter.  To preto lebo sú jasné a skutočné prakticky nemenné. Preto “prakticky” lebo napr. hmotnosť sa mierne líši u väčšiny batérií podľa stavu nabitia.

Pri elektrických veličinách však už takáto stabilita neplatí. Napätieprúd a kapacita batérie má v batériách rôznu hodnotu pri rôznych stavoch – nabíjanie, vybíjanie, dĺžka života a pod. Preto v tejto časti budeme používať pojem nominálny.

Nominálne napätie

To je napätie, ktoré je bežne považované za hodnotu ktorú z máme od batérie očakávať. Pri nabitom stave a pri nabíjaní je napätie vyššie aj v rádu desiatich percent. Pri vybitom stave je napätie podstatne nižšie. Pri poklese pod určitú hodnotu prestane batéria fungovať a skokovo sa napätie zníži na 0 V. Niektoré batérie sa môžu “úplným” vybitím zničiť, niektoré sa dajú znovu nabiť. Napätie je vždy vo Voltoch [V].

Nominálny prúd

Opäť je to prúd, ktorý od plne nabitej a funkčnej batérie môžme očakávať. Skutočný nabíjací a vybíjací prúd môže mať značne rozdielnu hodnotu a veľmi ovplyvňuje činnosť batérie. Tomu sa hovorí C-rate a bude rozobrané ďalej. Prúd je vždy vo Ampéroch [A].

Nominálna kapacita

Reálna kapacita, tak ako v prípade napätia a prúdu, sa môže značne líšiť. Ale na rozdiel od nich je to skutočná maximálna hodnota ktorú môže batéria dosiahnuť. V dátových listoch sa ešte požíva aj využiteľná kapacita. Tá súvisí s pojmom hĺbka vybitia (DoD) a rozoberieme je ďalej. Kapacita batérie by sa mala správne udávať v (kilo)Watthodinách – [kWh (Wh)]. Často je však udávaná v [Ah] – Ampérhodinách, keď sa predpokladá, že sa vie (alebo sa napíše) pri akom nominálnom napätí. Po vynásobení Ah a napätia dostanete kapacitu v Watthodinách.

Parametre prevádzkové

Práca a životnosť batérie závisí na tom ako sa používa. Na definovanie spôsobu použitia sa zaviedli pojmy: Rýchlosť nabíjania a vybíjania – C-rateHĺbka vybitia – DoDPočet nabíjacích cyklov, samotná definícia Nabíjacieho cyklusu, Stav nabitia – SoC. Všetky tieto údaje sú do značnej miery závislé a ich pochopenie a správne využívanie môže značne zvýšiť životnosť batérie. Nie sú to jediné kľúčové podmienky používania. Patrí sem napr. aj pracovná a uskladňovacia teplota a možnosť a dĺžka byť v nenabitom stave.

 Teraz sa pozriem na tie, ktoré svojím správaním voči batérii, môžte ovplyvniť tak, že vám poslúži lepšie a dlhšie (alebo horšie a kratšie ak ju nemáte “radi”).

V časti som definoval nominálne napätie, prúd a kapacitu. Sú to “papierové” hodnoty, ktoré sa však v realite menia v závislosti od rôznych režimov práce: nabíjanie, vybíjanie, alebo aj stavom počas životnosti batérie: stav nezapojený do obvodu (záťaže), skladovanie a pod. ale aj od vonkajších okolností – najmä teploty.

Model batérie

Pre mnohých (vrátane mňa) si je ťažšie parametre batérií “predstaviť” vo fyzických, viditeľných pojmoch. Elektrinu nevidno a “chytať” rukou ju neradno. Pri nízkych hodnotách (napätia a/alebo prúdu) ju moc necítiť a pri vyšších hodnotách to môže byť posledná vec čo ucítite. Preto sa vymysleli voltmetre a ampérmetre. Preto si treba batériu treba predstaviť ako niečo iné. A tu sa hodí zrovnanie s iným druhom akumulátoru – nádrž na vodu (kvapalinu).

Bateria princip

Batéria je v tomto prípade vlastne nádrž na vodu. Nabíjanie predstavuje otvor s pripojenou hadicou na vrchu nádrže, vybíjanie je otvor v spodku batérie. Oba majú samozrejme ventil, takže v prípade, že sa nenabíja (nevybíja) tak sú ventily zavreté. Aby mal model zmysel tak na nabíjanie a vybíjanie použijeme otvor predstavujúci 10 % výšky batérie. A potom napätie predstavuje tlak vody v batérii. čím viac je nádrž plná, tým väčší tlak (napätie) pôsobí na vybíjaci otvor. Prúd akým sa nabíja a vybíja je v našom prípade skutočný vodný prúd – rýchlosť s akou sa voda do nádrže voda leje. Jednoducho predstaviteľné – 1 l/h naplní 100 l nádrž za 100 hodín. Ak chceme nádrž naplniť rýchlejšie musíme zvýšiť rýchlosť vody – napr. 10 l/h. Čas naplnenia nádrže sa skráti na desatinu (10 hodín).

Batéria (nádrž) je uzavretá, takže sa z nej voda nevyleje, ani sa neodparuje. Na vrchu niektorých typov batérií je, tak ako v prípade našej nádrže. potreba mať ventil, lebo v procese nabíjania a vybíjania chemická reakcia zvyšuje tlak v batériách. V našom príklade je v čiastočne naplnenej nádrži vzduch. Pri vybíjaní sa musí zvyšná časť nádrže plniť vzduchom, pri nabíjaní sa zasa vzduch musí z nádrže vypustiť. Čím rýchlejšie sa nádrž napúšťa, tým lepší musí ventil byť.

Kapacita batérie

Kapacita batérie by sa mala správne udávať v (kilo)Watthodinách – [kWh (Wh)]. Často je však udávaná v [Ah] – Ampérhodinách, keď sa predpokladá, že sa vie (alebo sa napíše) pri akom nominálnom napätí. Po vynásobení Ah a napätia dostanete kapacitu v Watthodinách. V našom príklade má nádrž kapacitu v litroch – 100 l. To je nominálna kapacita batérie.

Nádrž má však tú necnosť, že sa na jej stenách usádza vodný kameň, na dne sa usádzajú nečistoty, ktoré prišli s vodou a steny postupne korodujú. Toto všetko zmenšuje nominálnu kapacitu a po niekoľkých rokoch už nádrž nemá svoju nominálnu kapacitu, ale postupne sa zmenšuje. Samozrejme niektoré usadeniny vieme z nádrže vypláchnuť rýchlym vypustením a opätovným napustením (vybitie a nabitie). Avšak na niektoré usadeniny to nebude mať vplyv.

Hĺbka vybitia – DoD

Toto je jeden zo “zákerných” parametrov, ktorý som si nevedel vysvetliť. Ale je vlastne jednoduchý. Niektoré nádrže sa prosto nesmú vypustiť úplne. Musí v nich niečo zostať tak, aby sa systém nezrútil a vedel fungovať. V závislosti od technológie batérie sa aj hĺbka možného a fyzicky maximálne možného vybitia značne líši.

Iným príkladom DoD v reálnom živote je minimálny zostatok na bankovom účte. Často to je okolo 20 €. A darmo že na účte máte napr. 100 € – bankomat vám dá iba 80 €. V tomto prípade je “hĺbka vybitia” iba 80 %.

Navyše u niektorých typov nemá DoD ostrú hranicu. Niektoré typy vieme vybiť opakovane na 100%. Iné potrebujú zostať nabité aspoň na 20 % aby vedeli ďalej fungovať. U niektorých sa životnosť predlžuje ak sa vybíjajú “len” trochu. Pri DoD si treba uvedomiť, že aj tento parameter má viac využití (vysvetlení). Môžme hovoriť o dosiahnuteľnej hĺbke vybitia, za touto hranicou hrozí nenávratné poškodenie batérie. Ale ešte je aj rozumne využiteľná hĺbka vybitia. To je parameter značne zviazaný so životnosťou batérie. A zasa – u rôznych technológií sú tieto parametre rôzne nastavené. U kyselino-olovenej (lead-acid, ďalej pre jednoduchosť prosto olovená) batérie je dosiahnuteľné DoD na úrovni 80 %. Avšak využiteľné DoD sa pohybuje v rozmedzí medzi 40 až 50 %. Pri hlbšom vybíjaní sa batéria nezničí, len sa prudko znižuje jej životnosť (viac v príslušnom parametri). U Li-ion a LiFePo4 sú tieto hranice v podstate rovnaké.

O to koľko v batérii (v našom modeli nádrži) zostane sa musí postarať obsluha – volá sa Battery Management System (BMS).

Battery Management System (BMS)

Viaceré “klasické” typy batérií sú vlastne len obyčajné nádrže a stráženie parametrov je ponechané na vonkajšiu “obsluhu”. Takéto batérie budem pre tento článok nazývať “hlúpe“. Do olovenej batérie sa musí nabíjačka (obsluha) rozhodnúť akým prúdom bude nabíjať, to isté platí aj o vybíjaní – vypúšťaní. Je to na vonkajšej obsluhe akou rýchlosťou vypúšťa vodu (vybíja) a koľko z nádrže vody vypustí. Obsluha má pri sebe návod s upozornením, že pokiaľ vypustí priveľa vody, nádrž môže prestať fungovať. Ale vonkajšia obsluha môže zaspať a potom sa nádrž sa vypustí úplne. Keď hlúpu batériu skratujete, ona sa prosto vybije maximálnym možným prúdom a vybije sa úplne – zničí sa. V našom prípade je skrat niečo ako keby sa jedna stena nádrže otvorila. Voda sa nenávratne stratí a stena sa už nezatvorí. Bez vonkajšej obsluhy to nádrž ale ani nevie, že je vybitá a zničená. To je prosto vec obsluhy. Medzi tieto typy patria všetky klasické batérie založené na kyseline a olove – autobatérie, AGM, gélové, ale aj napr. LiFePo4.

Iné druhy batérií sa dodávajú aj obsluhou (BMS) – ale je to len základná obsluha, ktorá nedovolí prekročiť medzné parametre. Takýto typ batérií si treba predstaviť ako nádrž ešte v jednom obale. Vo vzniknutom priestore je “obsluha”, ktorá kontroluje viaceré parametre. V prípade, že nádrži hrozí poškodenie – prekročenie medzných parametrov – batériu prosto odpojí od vonkajšieho sveta, tak aby ju chránilo. Prakticky všetky Li-ion batérie musia mať  nejaký BMS zabudovaný, nakoľko pri prekročení medzných parametrov hrozí nielen samotné poškodenie batérie, ale poškodenie s vonkajším (katastrofickým) efektom – výbuch, alebo oheň.

Využiteľná kapacita batérie

Ako vidno z predchádzajúceho odseku, tak skutočná využiteľná kapacita sa líši od typu batérie. Pri návrhu systému s batériou je toto ďaleko podstatnejší parameter ako nominálna kapacita. Nominálnu kapacitu potrebujete maximálne tak pre administratívne účely (udáva sa napr. pri podpore Zelená domácnostiam), ale pri plánovaní nasadenia vám je tento parameter nanič. Potrebujete vedieť koľko skutočne môžte energie využiť. Tomuto parametru sa hovorí “Využiteľná kapacita batérie“.

V niektorých údajových listoch takýto parameter aj nájdete. Najmä u takých, ktoré majú zabudované pokročilé BMS. Napr. väčšina Li-ion batérií majú povolenú a využiteľnú hĺbku vybitia 80 % a teda môžte rátať s tým, že skutočne aj tých 80 % z batérie zakaždým dostanete. Avšak pri olove je rozumné plánovať využiteľnú kapacitu menej ako 50 %. Pre dosiahnutie dobrej životnosti dokonca iba na 33 % nominálnej. Inými slovami, aby ste dosiahli 10 kWh uskladňovacej kapacity batérie potrebujete inštalovať  trikrát viac batérií – 30 kWh. A to už predstavuje značné zväčšenie priestoru a investícií.

Počet nabíjacích cyklov, Nabíjací cyklus, Rýchlosť nabíjania a vybíjania – C-rate, Stav nabitia – SoC, Pracovná a uskladňovacia teplota, Možnosť a dĺžka byť v nenabitom stave a Samovybíjanie.

Čo je to Nabíjací cyklus

Vo väčšine diskusií o tom ako batérie dlho vydržia, aká je ich skutočná cena uskladnenej energie a podobne, sa operuje s pojmom počet nabíjacích cyklov. Kým sa však k tomuto pojmu dostanem tak je potrebné zadefinovať čo to vlastne nabíjací cyklus je. Bežne jeho definíciu nenájdete v žiadnom dataliste akejkoľvek batérie a pritom sa na ich počet každý odvoláva. Na posledných niekoľkých výstavách Intersolar (ale nie len tam) som prakticky každého, kto mal batérie na stánku, “obťažoval” otázkou na definíciu nabíjacieho cyklu. Všetci výrobcovia a väčšina distribútorov a predajcov sa zhodli. Tí čo mali iný názor v podstate žiaden nemali a ich vysvetlenie sa dá zhrnúť do jedného slova “neviem”.

Čo je to teda nabíjací cyklusV rozumnom čase je to vlastne jedno úplné vybitie a jedno úplné nabitieNajskôr poďme k detailu jedno úplne (nabitie/vybitie) – môže to byť aj prerušené. A hlavne je to použitie celej využiteľnej kapacity batérie. Podstatné je slovo využiteľnej. A nakoľko sa jedná aj o prerušované vybitie/nabitie, preto je tam podmienka v rozumnom čase. U väčšiny bežných batérií sa tento interval pohybuje niekde medzi jedným až viacerými dňami.

A teraz som u toho upozornenia z dnešného úvodu. Definovať nabíjací cyklus je závislé na type batérie v tom, že je potreba brať do úvahy aj iné parametre, najmä: samovybíjanie, možnosť byť v nenabitom stave (napr. olovené batérie) alebo maximálne nabíjacie napätie. Pre zjednodušenie však použijeme vyššie napísanú definíciu. V našom modeli teda je to vypustenie nádrže až po hranicu DoD a jej opätovné napustenie nádrže na maximum.

Počet nabíjacích cyklov

Samotný pojem počet nabíjacích cyklov je jednoduché číslo. Bežne sa pohybuje v niekoľkých stovkách až po niekoľko tisíc. Čo je však na počte nabíjacích cyklov veľmi dôležité je jeho závislosť na DoD – hĺbke vybitia, alebo iných parametroch: rýchlosť nabíjania/vybíjania C-rate maximálna veľkosť nabíjacieho napätia.

V prípade olovených batérii sa ako hlavný ovplyvňujúci parameter používa DoD. A počet je značne nelineárne závislý.

Zdroj. bestbatteries.co.nz

Jedny z najlepších olovených batérii Trojan majú počet cyklov pod 1000 keď sa vybíjajú pod 65 až 75%. Avšak ak využijeme len do 20 % energie stúpne počet nabíjacích cyklov na viac ako 3000. Pri množstve iných výrobcov batérií sú tie rozdiely ešte väčšie. Pri DoD do 20 % (použijeme teda iba pätinu kapacity) je počet cyklov aj 5000, avšak pri DoD 75 % (3/4 využiteľnej kapacity) sa počet cyklov prepadne pod 500.

Iné vyjadrenie možno vidieť na nasledujúcom obrázku. Čtyri druhy olovených batérií štartovacie (Car), bezúdržbové (sealed), solárne (Solar-low antimony) a stacionárne (Stationary). Kde graf je teraz naopak a vyjadruje závislosť očakávaného DoD na požadovanom počte nabíjecích cyklov.
Zdroj: howtopedia.org Cycle life verses depth of charge for several types of lead-acid battery

U značnej časti dostupných Li-ion batérií sa takáto zmena počtu nabíjacích cyklov s hĺbkou vybitia neprejavuje a často býva definované, napr. že pri 1C (vysvetlenie viď nižšie) je počas 500 nabíjacích cyklov pri zachovaní 80 % nominálnej kapacity.Bežne dostupné Li-ion batériové sety, od slušných výrobcov, majú počet nabíjacích cyklov pri zachovaní 95 % nominálnej kapacity cez 5000. To však už treba brať do úvahy, že sú to opravdu batérie s pokročilým BMZ a vyššou kapacitou . jednotky a viac kWh).

Rýchlosť nabíjania a vybíjania – C-rate

C-rate je jeden z najkľúčovejších parametrov pri batériách. Určuje ako rýchlo vieme uskladnenú energiu z batérie použiť a koľko času nám zaberie jej opätovné nabitie. Vo všeobecnosti sú tieto rýchlosti v maximálných rozmeroch podobné, ale uvádzajú sa ako samostatné parametre. Avšak ak neuvediem inak, tak budem C-rate používať pre oba procesy. Označuje sa ako C-rate. C od anglického slova Current a Capacity. Ako základná rýchlosť (čas vybitia) sa používa 1C. Tzn. za 1 hodinu by sme vedeli použiť celú kapacitu batérie (nominálnu). 10 kWh batéria je teda schopná dať počas hodiny dodávať (teoreticky) 10 kW elektriny. Ak je uvedená kapacita v Ah, tak za 1 hodinu vieme vybiť/nabiť celú batériu – 100 Ah (nominálnych) batériu vybíjame/nabíjame konštantným prúdom 100 A.

Ak však berieme do úvahy aj ostatné parametre, tak už samotné 1C nie je prakticky dosiahnuteľné, lebo pri DoD 50 % vieme vyčerpať iba polovinu nominálnej kapacity. A teda vybíjanie pri 1C (100 A z 100 Ah batérie) nás dostane do povoleného stavu vybitia už za pol hodiny.

Pre štandardné použitie sa používa označenie xC alebo Cx, kde x je číslo vybíjacej “rýchlosti. Ak má batéria parameter 2C znamená to, že sa dá vybiť dvakrát rýchlejšie ako je jej kapacita. 2C – nominálna kapacita sa použije za 0,5 hodiny. Z batérie potečie dvojnásobne väčší prúd ako je jej kapacita v Ah. Naopak C2 (často označované aj 0,5C) znamená, že sa kapacita minie až za dve hodiny. Z batérie potečie polovičný prúd ako je jej nominálna kapacita v Ah. Väčšina olovených batérií požíva C10 (alebo 0,1C) – vybíjanie na úrovni 10% nominálnej kapacity. Teda teoreticky vie poskytovať energiu počas 10 hodín prevádzky.

Štandardné batérie pre použitie v OZE (pre ostrovné systémy) majú maximálne C-rate na úrovni 1C, ale to neznamená, že tak pracujú po celý čas. Zvyčajne sa používa C6 alebo C10.

V použitom modeli z predchádzajúcej časti dokonca používam C100 (0,01C) kedže kapacita je 100 l a voda nateká rýchlosťou 1 l/h.Bateria princip

V tomto modeli je možné si aj predstaviť zvyšovanie C-rate, ale aj jeho dôsledky. Pri rovnakom fyzickom usporiadaní ak by sme chceli dosiahnuť 1C, musela by voda už tiecť stonásobnou rýchlosťou – 100 l/h.

Výstupný (nabíjací) výkon batérie

S C-rate úzko súvisí výkon, ktorý je batéria schopná dodávať. Alebo ktorým môže byť nabíjaná. Najmä u väčších batérií (100 kWh a viac) alebo Redoxových batérií sa namiesto C-rate používa skôr parameter maximálny použiteľný výkon a celková kapacita batérie. Potom sa udáva napr. 60 kW/300 kWh. Znamená to, že batéria je schopná svoju kapacitu 300 kWh dodávať výkonom max. 60 kW. Z toho je teda jasné, že C-rate je v tomto prípade C5.

Stav nabitia – SoC

Tento parameter patrí k tým jednoduchším. Je to aktuálna skutočná hĺbka vybitia/nabitia. DoD hovorilo o všeobecne dosiahnuteľnom a využiteľnom objeme energie. SoC je stav pri jednom cykle. Na rozdiel od DoD však sa tento parameter odvodzuje o úplného nabitia – SoC 100 % je úplné nabitie. DoD 100 % však znamená, že môžte vybiť úplne a teda dosiahnuť SoC 0 %.

SoC by sa mala pohybovať v medziach (100 % – DoD). Napr. pri olove, kde sa DoD majiteľ rozhodol riešiť pre vysokú počet nabíjacích cyklov, na úrovni do 30 %, by teda SoC malo byť v medziach 70 % až 100 %. Pri Li-ion a DoD 80 % sa teda SoC bude pohybovať od 20 % do 100 %.

Samovybíjanie

Bohužiaľ na rozdiel od uzavretej nádrže, ktorú vieme vyrobiť prakticky 100 % tesnú a voda v nej môže vydržať milióny rokov bez “zmeny”, tak batéria sa takto tesná nedá vyrobiť. V závislosti na technológii sa prosto elektrina (v modeli voda) prosto stráca. Hodnota samovybíjania sa pohybuje od jednotiek percent za rok (redoxové batérie, primárne chemické články) až po desiatky percent a aj v kratšom čase ako rok. Túto hodnotu treba brať do úvahy v návrhu systému. Opätovne – dá sa ovplyvniť vonkajšími podmienkami, ale nedá sa samovybíjanie zastaviť.

 

Pracovná a uskladňovacia teplota

Teplotné závislosti sa líšia od jednotlivých technológií. Tu sa budem venovať len Solid State batériám a vynechám Redoxové.

V zásade môžme hovoriť o troch teplotných rozsahoch: Nabíjacívybíjací (oba dokopy pracovný rozsah) a skladovací.

Technológie batérií ako olovo a NiCd majú vyššiu teplotnú toleranciu pri nabíjaní ako novšie technológie (napr. Li-ion). Môžu byť nabíjané pod bodom mrazu pri 0.1C (C10). To však pri NiMH a Li-ion systémoch nie je možné. Tabuľka nižšie ukazuje dovolené nabíjacie a vybíjacie teploty u bežných olovených, NiCd, NiMH a Li-ion batérií. Nie sú v nej zahrnuté špeciálne typy vyrobené pre mimoriadne podmienky.

Typ batérie Teplota nabíjania Teplota vybíjania Optimálne hodnoty pri nabíjaní
Olovo (Kyselino olovené) –20°C to 50°C
(–4°F to 122°F)
–20°C to 50°C
(–4°F to 122°F)
Nabíjať pri 0.3C alebo tesne pod 0°C

NiCd, NiMH

0°C to 45°C
(32°F to 113°F)
–20°C to 65°C
(–4°F to 149°F)
Nabíjať pri  0.1C medzi –18°C a 0°C.Nabíjať pri  0.3C medzi 0°C a 5°C.
Max. SoC pri 45°C je 70%, pri 60°C je 45%.

Li-ion

0°C to 45°C
(32°F to 113°F)
–20°C to 60°C
(–4°F to 140°F)
Pod 0°C nie je dovolené nabíjať
Dobrá nabijacie/vybíjace parametre pri vyšších teplotách, ale skracuje sa životnosť.

Tabuľka: Dovolené teplotné limity pre rôzne typy batérií. Batérie sa môže vybíjať v značných teplotných rozsahoch avšak nabíjanie je limitované. Najlepšie nabíjanie medzi 10°C and 30°C (50°F and 86°F). Pri nižších teplotách treba zníži nabíjací prúd – nižšie C-rate. (Preklad redakcia) Zdroj: batteryuniversity.com (Odporúčam ako prameň čítania o batériách na dlhé týždne).

Príklad vybíjacích teplôt pre Li-ion batériu Panasonic NCR 18650:

Nabíjanie: 0°C to +45°C
Vybíjanie: -20°C to +60°C
Uskladňovanie: -20°C to +50°C

 

Vybijanie Li-ions

Zdroj: panasonic.com

Ako vidno na tomto konkrétnom príklade, tak rozsah uskladňovacích teplôt je menší ako dovolenú teploty vybíjania. Druhý záver je možno si spraviť z grafu. Vybíjanie pri “bežných” teplotách má samozrejme vplyv na využiteľnú kapacitu (viď teploty -10°C až +40°C), ale teplota -20°C má dosť zásadný vplyv – viď malý “hrbček” vľavo dole grafu. Batéria, s nominálnou kapacitou 2900 mAh, vie poskytnúť pri tejto teplote sotva 100 mAh.

Možnosť a dĺžka byť v nenabitom stave

U tohto parametru sa zdržím len krátko. Olovené batérie by nemali zostávať nenabité po dlhší čas – v tomto prípade desiatky hodín. Tzn. skladovať iba pri nabitom stave a pre dlhšie uskladnenie je treba riešiť dobíjanie.

Naopak pre Li-ion sa neodporúča skladovať pri plne nabitom stave.

Tí čo potrebujú dlhšie skladovať by si mali tento parameter ujasniť s dodávateľom pre každý typ batérie.

Životnosť batérie

Životnosť pri jednotlivých batériách je parameter značne teoretický. V závislosti od používania a dosahovaných hodnôt pri jednotlivých parametroch môže batéria slúžiť desiatky rokov, ale pri veľmi zlom zaobchádzaní sa u toho istého typu nemusíte dostať cez pár mesiacov.

Čo všetko skracuje životnosť:

  • Nízke a aj vysoké teploty.
  • Vysoké C-rate.
  • Krátke nabíjacie cykly (zviazané s C-rate).
  • Prebíjanie.
  • Vysoké DoD (priveľké vybíjanie),
  • a samozrejme “zlé” mechanické zaobchádzanie.

Navyše vzájomné kombinácie medzných parametrov sa na batérii veľmi zle odzrkadlí.  Množstvo medných parametrov vie obmedziť dobrý BMS (Battery Management System), ktorý nielen, že batériu vie “strážiť”, ale aj daj obsluhe údaje a varovania, tak, že zmení pracovné parametre. BMS je iba zlomok ceny batériového systému a vie značne predĺžiť životnosť znížiť nutnosť nákupu nových batérií).

Treba však aj povedať, že bez ohľadu na parametre používania je batéria “zásobník chemikálií”, ktoré “menia” svoj stav. A preto bez ohľadu na starostlivosť tieto chemikálie degradujú s časom – starnú. Väčšina dnešných typov má tak maximálnu “chemickú” životnosť medzi 15 až 20 rokmi. Po tomto čase už nastáva masívna degenerácia bez možnosti zmeny.

 

Pripomienky a dotazy sú vítané v komentároch pod týmto 

Zdroj: Ďalšie dôležité parametre u batérií – EnergiaWeb.sk

Prolomení WPA/WPA2-PSK přes WPS snadno a rychle (praxe) | mrpear.net

Praktická ukázka prolomení WPA/WPA2-PSK přes slabinu WPS (Wifi Protected Setup) pomocí BackTrack Linux.

Zdroj: Prolomení WPA/WPA2-PSK přes WPS snadno a rychle (praxe) | mrpear.net

Prolomení WPA/WPA2-PSK přes WPS snadno a rychle (praxe)

BackTrack Linux 5 R3 - GNOME desktop

Zhruba před čtvrt rokem jsem tady na blogu nakousl problematiku prolomení WPA-PSK přes WPS a na závěr jsem slíbil praktickou demonstraci provedení útoku. Je na čase splnit slib a proto právě nyní píši tento příspěvek, ve kterém popíši použití několika běžně dostupných nástrojů k prolomení WPS a tím získání hesla k wifi síti zabezpečené pomocí WPA(2)-PSK. Myslím si, že pro spoustu z vás to bude mnohem příjemnější čtení, než teoretické plkání v článku předchozím ;).

UPDATE: Uzavřel jsem komentáře, protože názory začaly přerůstat spíše v diskuzní fórum s nádechem nejde se mi nabourat sousedovi na wifi, co s tím? Samozřejmě těm, kteří do diskuze přispěli s čistějšími úmysly tímto děkuji a případně se omlouvám za to, že již není možné na jejich příspěvky reagovat. Zároveň pro všechny s ne moc čistými úmysly musím bohužel pro vás konstatovat, že velmi úspěšně roste zabezpečení proti tomuto útoku a to díky přílivu nových routerů do domácností. Tyto routery používají tu nejjednodušší ochranu proti útoku hrubou silou a to že zamknou WPS po několika neúspěšných pokusech (dokonce na dobu rostoucí exponenciálně) a útok je tak v podstatě nereálný.

Na úvod samozřejmě musím začít tím, že provádět takovéto útoky na cizí sítě za účelem získat k nim přístup je silně neslušné a možná i něco víc. Proto zdůrazňuji, že následující postup píši hlavně pro ty, kteří si chtějí ověřit zabezpečení vlastní sítě a nebo chtějí upozornit na slabě zabezpečenou síť svého souseda. Zároveň je tento postup vhodný pro ty, kteří si chtějí ověřit teoretické znalosti získané v mém předchozím příspěvku.

Reklama

Předpoklady

K provedení úspěšného útoku budeme potřebovat následující věci:

Mít, resp. útočit na router s aktivím WPS je opravdu nutnost, protože útočíme na slabinu WPS, nikoliv WPA-PSK či WPA2-PSK.

UPDATE: BackTrack už není aktuální

…a nelze ho oficiální cestou stáhnout. Postup popsaný níže ale stále platí!

Nejlepší je přejít na Kali Linux, nabízí stejné nebo lepší nástroje. Kdo chce BackTrack 5, může využít torrent, kde tato distribuce bude určitě ještě dlouhou dobu ke stažení k dispozici.

Co získáme?

Pokud bude náš útok úspěšný, získáme přes slabinu WPS heslo k wifi síti, tedy část PSK z WPA(2)-PSK. Útok a jeho časová náročnost nemá vůbec žádnou souvislost s kvalitou použitého klíče (hesla), protože znovu opakuji, útočíme na WPS, nikoliv na WPA. Nadále platí, že WPA jako takové nelze prolomit jinak než hrubou silou a je tak teoreticky samo o sobě neprolomitelné v případě, že je heslo dostatečně silné.

Představení BackTrack Linux

BackTrack Linux bude náš hackovací nástroj (nikoliv háčkovací). Jedná se o speciální linuxová distribuci zaměřující se na bezpečnost s využitím hackingu. BackTrack Linux nabízí kompilaci nástrojů, pomocí kterých lze provádět útoky (hacking) a tím ověřovat úroveň zabezpečení testovaných obětí. Ačkoliv v distribuci použité nástroje pro hacking můžete získat i do kterékoliv jiné běžné linuxové distribuce (a možná i do Windows), v BackTrack Linux máte vše sladěno a připraveno pro snadné použití — o čemž se koneckonců sami za chvíli přesvědčíte.

Stažení a příprava

Aktuální verzi si můžete stáhnout vždy na stránce BackTrack Linux — downloads, v době psaní článku je aktuální verzí BackTrack 5 R3. Pokud distribuci ještě nemáte, začněte stahovat, přeci jen stáhnou 3GB dat není na chvilku. Velmi vhodné vzhledem k rychlosti je stahovat distribuci přes torrent (pozn.: alespoň po dlouhé době využijete torrent klienta pro něco, k čemu byl doopravdy stvořen ;)).

Ke stažení je na výběr několik kombinací hotových systémů — 32 a 64 bitové systémy a prostředí plochy (desktop environment) GNOME nebo KDE. Pokud nevíte o co jde, zvolte třeba GNOME a 32 bitovou variantu. GNOME preferuji já a veškeré ukázky tady budou právě z tohoto prostředí. 32 bitová varianta systému poběží na každém (i starším) stroji, zatímco 64 bitová verze má předpoklady být výkonnější než 32 bitová, ale poběží pouze na podporovaném hardware (architektuře) — nějakou dobu už jsou v podstatě všechny notebooky a PC na Intel platformě 64 bitové (x64).

K dispozici je ISO obraz a také obraz pro virtualizované prostředí (VMWare). Já preferuji ISO obraz, který fyzicky vypálím na DVD a z něj pak nabootuji hotový systém na nějakém notebooku, který mám zrovna k dispozici. BackTrack ve virtualizovaném prostředí jsem ještě nezkoušel, přeci jen se trošku bojím problémů s detekcí hardware.

BackTrack Linux se neinstaluje, je to live distribuce, která se spouští přímo z DVD a může se rovnou používat. Tedy přesněji řečeno, je to jeden z možných způsobů použití. Díky tomu lze distribuci spustit na téměř libovolném stroji bez dlouhých příprav.

Startujeme BackTrack Linux

Takže máme staženo a vypáleno, DVD vloženo v notebooku a startujeme.

Pokud je v mechanice vloženo DVD a notebook přesto startuje klasicky do běžného systému, tak zřejmě nemá nastaveno bootování z optické mechaniky. Většinou lze pořadí bootování jednorázově určit stiskem klávesy F12 při nabíhání BIOSu, popř. je nutné pořadí bootování změnit právě v nastavení BIOSu. Konkrétní nastavení se odvíjí od modelu notebooku.

Potvrzením (stiskem ENTER) prvních dvou boot-dotazů systém naběhne do textového režimu (příkazový řádek), ve kterém můžeme začít pracovat. Je ale vhodné vstoupit do grafického režimu a pracovat v okýnkách. Prostředí pracovní plochy spustíme zadáním příkazu:

startx

Po načtení pracovní plochy se ocitneme v příjemném prostředí, které nebude dělat problémy ani čistě Windows uživatelům.

BackTrack Linux 5 R3 - GNOME desktop
BackTrack Linux 5 R3 – GNOME desktop

I v prostředí GNOME ale budeme pracovat pouze s příkazovým řádkem. Výhodou oproti klasickému příkazovému řádku může být to, že si těchto oken můžeme otevřít hned několik. K otevření okna příkazového řádku použijeme horní lištu, kde je vedle nabídky System připraven zástupce pro jeho spuštění.

BackTrack Linux 5 R3 - příkazový řádek
BackTrack Linux 5 R3 – příkazový řádek

Hackujeme

Nyní nás čeká provedení samotného útoku. Pomocí pár utilit vytvoříme z wifi karty a našeho počítače penetrační nástroj.

Přepnutí wifi karty do monitorovacího režimu

Prvním krokem je přepnutí bezdrátové karty do monitorovacího režimu. K tomu použijeme utilitu airmon-ng a to v následující syntaxi:

airmon-ng start wlan0

BackTrack Linux 5 R3 - airmon-ng
BackTrack Linux 5 R3 – airmon-ng

Parametr wlan0 je označení fyzické wifi karty. Linux čísluje tyto karty od nuly, jedná se tedy o první kartu. Pokud je v systému více karet (například interní + přes USB), je možné parametr upravit na požadovanou hodnotu. Po provedení příkazu se vytvoří nový virtuální adaptér s označením mon0, se kterým budeme později pracovat.

Pozn.: Pokud chcete zobrazit seznam všech síťových karet v systému (včetně virtuálních), použijte příkaz ifconfig.

Získání informací o routeru

K samotnému útoku potřebujeme znát MAC adresu testovaného routeru, tedy fyzickou adresu tohoto zařízení. Pokud teď testujeme vlastní router, máme více možností, jak adresu zjistit. Nejjednodušší cesta je přes webové rozhraní routeru, popř. může být tato adresa vytištěna na některém z jeho štítků. Nezapomeňme ale, že většina routerů umožňuje MAC adresu změnit (většinou se klonuje z PC).

My si ale zahrajeme na opravdového hackera a potřebnou informaci si zjistíme pomocí utility airodump-ng. Skutečný hacker totiž většinou k routeru, na který útočí, nemá přístup.

airodump-ng mon0

Utilita akceptuje více parametrů, pro základní sken okolí ale stačí pouze předat označení adaptéru, který chceme použít. Všimněte si, že jsme použili již virtuální adaptér mon0.

airodump-ng
airodump-ng

Necháme airodump běžet nějakou chvíli, dokud se v seznamu neobjeví požadovaný router. Z výpisu je patrný SSID každé sítě (její název) a také MAC adresa zařízení. Jakmile vidíme požadovaný záznam, stiskneme Ctrl+C a vrátíme se tak zpět do příkazového řádku.

Zahájení brute-force útoku

V tuto chvíli máme všechny potřebné informace pro spuštění útoku. Na řadu přichází poslední utilita reaver, která provede samotný útok hrubou silou.

Za předpokladu, že MAC adresa našeho routeru je 11:22:33:44:55:66 a pro útok použijeme virtuální mon0 adaptér, pustíme reaver s následujícími parametry:

reaver -i mon0 -b 11:22:33:44:55:66 -vv

První dva parametry jsou zřejmé, poslední z nich -vv instruuje reaver, aby byl velmi výřečný (very verbose), což má za následek poskytnutí detailního výpisu na obrazovku během útoku.

Reaver - právě spuštěno
Reaver – právě spuštěno

Co když se útok nerozjede?

Pokud se po spuštění útoku začne objevovat následující hláška:

[!] WARNING: Failed to associate with 11:22:33:44:55:66 (ESSID: nazev)

Můžeme zkusit spustit v druhém okně příkazového řádku (terminálu) aireplay, který začne generovat provoz ve wifi síti a tím pomůže odstranit problém s asociací.

spustíme aireplay (první terminál)
#aireplay-ng mon0 -1 120 -a 11:22:33:44:55:66 -e název routeru (wifi sítě)

spustíme reaver (druhý terminál)
#reaver -i mon0 -A -b 11:22:33:44:55:66 -vv

Nepřehlédněte, že reaver dostal navíc parametr -A.

Pokud se útok zastaví ihned po úspěšné asociaci s routerem, tedy zůstane stát na této hlášce:

[+] Associated with 11:22:33:44:55:66 (ESSID: nazev)

není s největší pravděpodobností na routeru aktivní WPS (alespoň tak se u mě reaver v tomto případě choval). Můžeme ještě zkusit otestovat stav WPS pomocí utility wash:

wash -i mon0 -C

U aktivního WPS by měl wash vypsat verzi WPS (1.0) a hodnota WPS Locked musí být No.

Určitě mi dejte v komentářích vědět, zda něco z toho pomohlo.

Jak to funguje?

Finta celého útoku je v tom, že router potvrdí správnost první poloviny osmimístného PINu bez ohledu na to, zda souhlasí zbytek. Reaver tak v první fázi postupně zkouší všechny možnosti v rozsahu 0000yyyy až 9999yyyy. Pokud je potřeba na jeden PIN zhruba 3 až 5 sekund, je zřejmé, že u PINu začínajícího devítkou bude útok hrubou silou trvat mnohem déle (až 12 hodin), než u PINu začínajícího například jedničkou (hodina až dvě). Jistotou ovšem je, že pokud router nemá implementovány žádné obranné mechanizmy, bude útok vždy úspěšný a to v řádu maximálně desítek hodin.

Druhá část útoku je již mnohem rychlejší, protože druhá části PINu má sice také čtyři číslice, ale poslední z nich je kontrolní součet, který lze odvodit z předcházejících sedmi číslic. Je tedy nutné vyzkoušet pouze hodnoty v rozsahu xxxx000z až xxxx999z, kde xxxx již známe z předcházející první části a hodnotu kontrolního součtu zdopočítáme.

Reaver - úspěšný útok
Reaver – úspěšný útok

Útok na tento konkrétní PIN netrval déle než dvě hodiny. Pro zajímavost ještě snímek nastavení WPS na testovaném routeru:

Router QSS/WPS nastavení
Router QSS/WPS nastavení

Po úspěšném útoku máme k dispozici dva velmi důležité údaje. Samotné heslo k WPA(2)-PSK a také PIN k WPS! Pomocí PINu můžeme opakovaně útočit a získávat okamžitě heslo k WPA. Pokud tedy majitel routeru změní pouze heslo a PIN zůstane původní, je to pro útočníka jen minimální překážka.

Reaver - hack s použitím PINu
Reaver – hack s použitím PINu

Jak je vidět, opakovaný útok netrval déle než 4 sekundy.

Co se může během útoku pokazit

Útok se nemusí povést vždy. Hlavním důvodem může být to, že router nemá aktivní WPS nebo WPS vůbec nepodporuje. Pak samozřejmě útočit na WPS nelze. Router může také implementovat jeden či více obranných mechanizmů, které mohou útok značně časově prodloužit či dokonce v reálné praxi znemožnit. Z těchto poznatků také plyne jediná účinná obrana proti tomuto druhu útoku — vypnout WPS nebo mít router implementující obranné mechanizmy proti brute-force útoku.

Nástup elektroaut: je vůbec reálný? 

swarm Listopad 18, 2017 Auta 39 komentářů

Zatímco nejprodávanější ojetinou v ČR je stříbrná dvojková Ovce v TDI, svět se postupně ubírá jinam. Státy se předhání, kdo zakáže spalovací motory v osobních autech jako první, a předhazují více či méně realistická data. Nejvíce se mluví o budoucnosti v podobě aut s elektromotory a energii skladované buďto v bateriích, nebo ve vodíku. Jedno elektrické auto jsem měl před časem možnost delší dobu užívat, což vzbudilo můj zájem o problematiku. Tímto článkem bych se chtěl podělit o (nejen) má zkoumání.

fiat-500e

Asi měsíc jsem měl možnost jezdit všude pár let starým Nissanem Leaf, což je elektroauto „pro chudé“. Jde (resp. minimálně tehdy šlo) o auto, které je nejlevnější mezi těmi s velikostí a prostorem na úrovni použitelné pro přepravu více než dvou lidí a jejich čivav. Kdysi stálo asi 700 tisíc v základní výbavě a Nissan si nechával draze připlácet za různé jinak běžné funkce jako například tempomat.

Auto je to z mnoha úhlů pohledu hrozné. Kvalitou zpracování se člověku vybaví něco za 200-250 tisíc a podvozkem, ani řízením to není o moc lepší zážitek. Do toho je ještě potřeba připočíst obecně svérázný přístup Nissanu k ergonomii a snahu výrobce udělat auto hlavně odlišné – i za cenu, že odlišné bude znamenat horší a odporující desítkám let evoluce.

Zkušenosti se samotným autem jsem lehce ironickou formou už kdysi popisoval na Facebooku (123), takže se nebudu zbytečně opakovat.

Normálně bych si asi článek tohoto typu odpustil, ale toto téma evidentně přitahuje fanatiky šířící nesmysly z obou táborů a takoví diskutéři z Novinek, ti už mají dávno jasno (ochutnávka jen na vlastní nebezpečí). Je tedy snadné uvěřit naprosté pitomosti, zejména když ji šíří mainstreamová motoristická média. Šel jsem proto pro informace raději za lidmi z vědeckého prostředí, o jejichž znalostech, ani objektivitě nepochybuju. V článku je především výcuc odpovědí na otázky, které jsme si kolektivně stanovili. Než se článek dostal do této finální formy, byl upravován a doplňován asi dva měsíce ve volném čase po večerech – to jen pro vysvětlení, proč tu moc článků poslední dobou nevycházelo.

Nic tady (ani jinde) neberte jako svatou pravdu, spíš jen jako další vstup pro vlastní kritické myšlení. K informacím jsem se snažil doplnit buďto přímo zdroje, nebo odkazy na wikipedii jako rozcestník, když bylo zdrojů více.

Máme pro ně dost elektřiny?

Tohle je asi nejčastější otázka a překvapivě hodně lidí bez vhledu do problematiky dokáže z fleku vypálit, že určitě ne. Nedávno jsem si někde přečetl tvrzení, že by byly potřeba minimálně další tři Temelíny, a to by snad ani nešlo o nahrazení všech aut těmi elektrickými s bateriemi.

Dle dostupných zdrojů (např. denik.cz) se za rok 2016 spotřebovalo asi 5,39 miliardy litrů nafty a 2,09 miliardy litrů benzínu. Budu záměrně počítat, jako by se veškeré palivo spotřebovalo v autech, což v praxi samozřejmě není (berme to jako horní odhad). Vezmu-li v potaz, že hustota je 725 kg/m3 pro benzín, resp. 840 kg/m3 pro naftu a že výhřevnost je 42,7 MJ/kg pro benzín (11,9 kWh/kg… ano, baterka Leafa by se „vešla“ do dvou kilo benzínu), resp. 41,9 MJ/kg pro naftu (11,6 kWh/kg), dostanu se na stálý výkon 8,1 GW.

nissan-leaf-spotreba

Moje průměrná spotřeba v Leafu (50 % dálnice, 50 % město)

bmw-x3-spotreba

Pro nás, kteří zachraňujeme planetu v autech s šestiválcovými benzínovými motory bez turba, jsou čísla spotřeby elektroaut důvěrně známá. Změnily se jen jednotky, ve kterých se udávají.

Elektrická auta jsou nicméně proti těm spalovacím efektivnější, dejme tomu že přibližně třikrát, takže i vypočtený stálý výkon by se měl třikrát snížit. Přemýšlel jsem, zda jsem nebyl příliš velkorysý k elektroautům, ale v Nissanu Leaf se dalo bez problému jezdit za 12 kWh (resp. 43,2 MJ) na 100 km. Nafta má výhřevnost přepočtenou na litr 35,2 MJ/l, takže spotřeba Leafa je ekvivalentní spotřebě 1,2 litru nafty na 100 km. I třikrát méně efektivní naftové auto by tedy muselo jezdit stále jen se spotřebou 3,7 litru na 100 km. Samozřejmě, kdo by se v tom chtěl více rýpat, může vzít v potaz ještě ztráty v elektrické síti (v ČR do 7%, tj. účinnost přenosu 0,93) nebo ztráty nabíjením (~0,90). Já to teď budu ignorovat. Stejně tak bychom při srovnání taky mohli započítat u naftového auta účinnost rafinerie (pro naftu 0,86, pro benzín 0,83; zdroj) nebo ztráty vlivem převozu tankerem (někde jsem četl hodnotu 0,72 vypočtenou na základě informací z hofstra.edu, ale neověřoval jsem). Tady bych ještě dodal, že neplatí ten často opakovaný mýtus o neefektivitě rafinerie potřebující na výrobu litru benzínu tolik energie, že by to stačilo elektrickému autu k ujetí stejné vzdálenosti jako benzínovému na získané palivo (zdroj). Vzniklo to zjednodušením a přepočítáním veškeré energie, kterou rafinerie spotřebuje, přestože spousta je jen teplo, které se získává spalováním ropy (navíc zanedbali, že se v ní současně vyrábí vedle benzínu i další produkty). Zas tak hrozné to není.

Zpět k výpočtu. Po přepočtení na vyšší efektivitu elektroaut tedy vychází stálý výkon 2,69 GW. Instalovaný výkon elektráren v ČR je (resp. byl) 20,5 GW (zdroj, data pro rok 2012). Lepší bude počítat jen se 17,0 GW po odečtení obnovitelných zdrojů, které dávají reálně mnohem méně výkonu (než je jejich udávaný instalovaný), a přečerpávacích elektráren, které jen akumulují.

spotreba-dle-tydne-v-roce

Spotřeba dle týdne v roce (zdroj)

U spotřeby jsem našel data k roku 2008 (týden v rocezměny za srpenzimní měsíce), ale nepředpokládám extrémní změnu. Spotřeba zřídkakdy přesáhne 11,5 GW, což dává dostatečnou rezervu pro elektroauta, pokud by se nabíjela rovnoměrně během dne. Pokud by se měla nabíjet jen v noci (8h ze dne), budou nároky třikrát vyšší, tedy zpět 8,1 GW (ale v době, kdy je zátěž soustavy nižší). Velmi teoreticky by se tedy i toto dalo většinu roku utáhnout. Reálně by to nejspíš nešlo – síť musí být taky redundantní, aby bylo možné elektrárny odstavovat a opravovat, takže v tomto maximalistickém případě by se něco stavět muselo. Určitě by to ale nebyly tři další Temelíny. Čas na přípravu navíc je, protože obměna aut stejně bude pozvolná a nepřijde „přes noc“.

Stačí zásoby Lithia na baterie všech aut?

Dnes již zastaralý Tesla Roadster má kapacitu baterie 53 kWh (wikipedia) a mělo by v ní být 8,5 kg lithia (quora). To dává 0,16 kg/kWh (novější hodnoty se špatně shání). Těžitelné zásoby lithia jsou v tuto chvíli 14e9 kg s produkcí 32,5e6 kg/rok (wikipedia). V případě, že bychom tedy chtěli 100kWh baterie pro každého a počítali bychom s množstvím lithia dle zmíněné zastaralé baterie Roadsteru, dá nám to 875 miliónů baterií s tím, že ročně jich lze vyrobit dva milióny.

Naproti tomu aut je miliarda a vyrobí se jich ročně 60 miliónů (worldometers.info). Zhodnocení nechám na čtenářích. Běžná auta určitě nebudou mít 100 kWh baterie ještě dlouho (teď mají nové modely okolo 30-40 kWh) a také novější technologie potřebují méně lithia na jednu kWh, takže toto je pochopitelně odhad co nejméně příznivý k elektroautům. Z mého pohledu samozřejmě nemá cenu vytěžit všechno (dostupné) lithium jen pro auta. Novější typy baterií jsou na spadnutí a tam by mělo množství lithia ještě klesnout, takže v případě pozvolného přechodu se tu nerýsuje žádný katastrofický scénář.

A co ekologie lithiových baterií?

Nejtoxičtější je v baterii nikl a kobalt, nejdražší je kobalt (wikipedia). Kobalt nicméně nemusí být ve všech bateriích (například LiFePo jej nepotřebuje). Lithium je nyní tak levné, že se nevyplatí baterie recyklovat. Těžba lithia je ale zatím omezená – se zvýšením poptávky půjde cena nahoru a začne se těžit i na místech, kde se to dosud příliš nevyplatilo. Až cena vzroste, brzy se dostaneme do stavu, že i recyklace bude ekonomicky zajímavá. Údajně je navíc potenciál k tomu, že baterie se budou zlevňovat, přestože cena lithia poroste.

Ekvivaletní energie (zdroj) potřebná pro výrobu jednoho kilogramu Li-Ion baterie odpovídá asi 1,6 kg ropy (zdroj). Velká baterie Tesla Model S s 85 kWh váží 540 kg, což tedy dle přepočtu představuje 864 kg ropy. Kilogram ropy se bere jako 11,63 kWh, což dá ve výsledku pro celou baterii 10,0 MWh. Pokud budu uvažovat spotřebu Tesly (S) 190 Wh/km, odpovídá to ujeté vzdálenosti 53 tisíc kilometrů (pro naftové auto by to odpovídalo vzdálenosti okolo 18 tisíc kilometrů). Výroba takové baterie tedy vyžaduje přibližně desetinu energie, která přes ni za celou životnost proteče.

Vodík a palivové články

Auta s palivovými články jsou technicky mnohem složitější řešení. V případě PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) je potřeba udržovat vhodnou vlhkost membrány, aby nedošlo k zastavení reakce nebo přímo poškození článku, a palivo musí být perfektně čisté bez příměsí, jinak dojde k rychlému opotřebení článku. Článek po vypnutí motoru nesmí zamrznout, a aby mohl fungovat, bude potřebovat teplotu nad 0 °C. V praxi se bude muset na optimální teplotu ohřát před startem, takže nejspíš nebude možné v chladnějším prostředí rovnou vyjet. Dalo by se to sice řešit menší baterií navíc („hybrid“), ale zas to komplikuje návrh (tímto směrem se nicméně ubrala Toyota Mirai, která tím nejspíš kompenzuje nejen starty, ale také přidává možnost rekuperace). Tohle všechno jsou spíše technické detaily, které uživatele nemusí trápit do doby, než se to dotkne spolehlivosti. Předpokládám však, že vzhledem k velkému rozdílu složitosti obou návrhů, se to na spolehlivosti podepsat musí.

Při masové produkci palivových článků by cena za kW výkonu mohla klesnout asi na $55 (wikipedia). U auta s výkonem motoru 80 kW (jako Leaf) jde o $4400 – zhruba sto tisíc korun. Dle informací z roku 2015 byla životnost článku 2500 provozních hodin (= 120 tisíc km) s tím, že by se chtěli časem dostat na dvojnásobek. Zatím by to ovšem znamenalo investici 100 tisíc korun na každých 120 tisíc km, pokud realita nebude ještě horší. Pravidelná výměna by tedy nejspíš nevycházela výhodněji než u baterií.

Účinnost (tank-to-wheel, tj. s palivem již v nádrži) auta založeného na palivových článcích je okolo 45 %, při vysoké zátěži 36 %. Honda se chlubí, že má 60 %, ale nesděluje v jaké zátěži (maximální teoretická účinnost ideálního palivového článku je 83 %). Zdroj, který odkazujeWikipedia, se pak ještě snaží zohlednit další neefektivity provozu takového auta. Hodnoty bohužel vypadají vycucané z prstu, takže je berte spíše pro zajímavost. Uvádí se tam, že od vyrobeného vodíku k jeho spotřebě pohonem kol by se ještě daly započítat neefektivity vlivem stlačení (0,90), distribucí (0,90), „tankováním“ (0,97) a nějaké další ztráty uvnitř auta (0,902). Těch zmiňovaných 45 % by ve výsledku bylo vynásobeno 0,64, což dává účinnost 29 % pro auto s nádrží na stlačený vodík („plant-to-wheel“ nezohledňující, jak byl vodík vyroben). V případě auta se zkapalnělým vodíkem (kde by se do nádrže vešlo víc paliva), jsou dle autorů ztráty kvůli kterým by se původní účinnost musela vynásobit 0,49, což dává jen 22 % (stejný dokument uvádí pro elektroauto účinnost 66 %).

Ve výše zmíněných číslech však ještě pořád není zahrnuta efektivita výroby vodíku. Efektivní a čistý způsob by byl pomocí tepelného rozkladu vody vysokoteplotním jaderným reaktorem. Ty se však běžně nepoužívají a pochybuju, že zrovna v tomto případě na ně dojde. Další možností je vyrábět vodík z fosilních paliv, což je preferovaná varianta už nyní. V aktuální komerční produkci vodíku (zdroj) jsou nejvíce zastoupeny zemní plyn (48 %), ropa (30 %) a uhlí (18 %). Tato varianta už samozřejmě tak ekologická není, ale má zdaleka nejmenší nároky na investice do infrastruktury, takže má i největší podporu (je to řešení, aby ropný a těžařský průmysl nepřicházel o příjmy). Použije se to, co už existuje pro plyn, ropu i uhlí a na konec cesty k zákazníkovi (do měst,…) se umístí parní reformační stanice. U těch je problém, že při reformaci vzniká CO2 a ještě je potřeba teplo. Je potřeba vysoká teplota – asi 1000 °C – a to je moc na to, aby šlo použít odpadní teplo odjinud. Nejpravděpodobnější je tedy cesta k získání tepla spalováním části fosilního paliva (takže další CO2).

Mirai_trimmed

Toyota Mirai je krásnou ukázkou toho, že i nejnovější vodíková auta se ještě snaží vypadat zbytečně futuristicky (Wikipedia)

Z hlediska životnosti aut (resp. jejich palivových článků) je problematická čistota paliva získaného touto cestou. Například v zemním plynu jsou příměsi síry, které se musí odstranit opakovaným procesem PSA. Množstvím opakování se určí, jak moc čisté palivo nakonec bude, a lze očekávat, že dodavatelé budou postupně v rámci ekonomické optimalizace hledat takovou úroveň, která auto nezničí okamžitě, ale zároveň je co nejlevnější. Problémů s kvalitou paliva se nejspíš ani po odchodu od benzínových a naftových motorů nezbavíme.

Lokální možností výroby je elektrolýza vody, pro kterou na vstupu potřebujete akorát čistou vodu a zdroj energie. Nejoptimističtější odhady hovoří o účinnosti až 70 %. Realita, pokud se něco nezměnilo, bývá spíše okolo 50 %. V nejhorším případě bychom si tak museli výše zmíněné účinnosti aut ještě podělit dvěma. Tohle je přitom část vodíkové ekonomiky v představách Němců: vyrábět větrnými elektrárnami nepotřebnou energii a měnit ji na vodík a v případě potřeby zas měnit vodík na energii. Při něčem takovém se přinejlepším zachová čtvrtina až třetina energie, ale asi je to lepší než nic. Elektrolýza vody je v současné době používána pro 4 % celkové komerční produkce vodíku a nesměřuje to k tomu, že by se vlivem vodíkových aut mělo toto číslo zvýšit (jednak kvůli efektivitě a jednak kvůli absenci silného hráče, kterému by se vyplatilo za tuto cestu lobovat).

Bod varu vodíku je -252,9 °C, takže ve zkapalnělém stavu má palivo uvnitř nádrže teplotu pod touto hranicí. Pokud nebudu aktivně ochlazovat nádrž, bude docházet k vyvařování. Nádrž se zkapalněným vodíkem už zkoušeli u BMW (zdroj) a o obsah nádrže jste přišli už za 10 až 12 dní, aniž byste ujeli jediný kilometr. Teď už se ubírá zájem automobilek snad jen k nádržím se stlačeným vodíkem, kde jsou ztráty nesrovnatelně nižší (ačkoli nějaké jsou stále – vodík je malý a umí si najít cestu ven přes spoustu materiálů).

Stlačení v nádrži auta se dnes dělá na 70 MPa (energy.gov), což je nějakých 62 kg/m3 (o dva řády více než u LPG a dvakrát více než u CNG). Hustota zkapalnělého vodíku je 70 kg/m3 (chemické-listy.cz), což není o moc lepší, přihlédnu-li k nižší efektivitě celého procesu. Na druhou stranu, zkapalnělá forma je bezpečnější. Když bouchne nádrž natlakovaná na 70 MPa, tak to bude asi pořádná peckovačka, která vám spolu s autem v okamžiku sfoukne i dům, v jehož garáži bylo zaparkované. Nádrže jsou z polyuretanu a uhlíkových vláken a udrží tlak jen do 110 °C. Auto proto musí mít pro případ poruchy systém, který výbuchu zabrání pomocí řízeného hoření (jet fire release) – vývojem se podařilo snížit délku plamene ze čtyř metrů na dva. Přesto je dobré připomenout, že plamen hořícího vodíku není za denního světla téměř vidět, takže při chození kolem čerstvě bouraných aut s vodíkovým pohonem bych byl opatrnější (na hyresponse.eu lze najít výborný článek pojednávající o nádržích na stlačený vodík).

toyota-mirai-hydrogen-storage-tank

Rozmístění nádrží Toyoty Mirai (hyresponse.eu)

Zatím ještě nejsou dostatečná data z nehod a závad aut s vodíkovými články. Existují ovšem data z CNG autobusů a ta stojí za přečtení. Chybí tam sice případ mechanického poškození, protože většina nehod byla od hoření ničeho jiného, ale ve stručnosti je dobré zmínit, že mechanismus řízeného hoření ještě neznamená, že to v praxi nemusí explodovat. Pokud dojde k explozi 120litrové nádrže na CNG tlakované „jen“ na 20 MPa, samotná tlaková vlna do 30 metrů rozbije okna a do 12 metrů zabije člověka. Pokud jde o případné odletující úlomky, tak ty se mohou proletět klidně sto metrů.

Názorná ukázka exploze tlakových láhví

Auta s palivovými články po přihlédnutí ke všem problémům nevnímám jako zajímavá. Z ekologického hlediska však může být daleko závažnější problém, před kterým varují někteří vědci (theozonehole.comcaltech.edu). Tedy, že vodík, pokud unikne do stratosféry, může být příčinou tvorby ozónové díry. Reakcí s kyslíkem vzniká vodní pára, která ochlazuje stratosféru, což podle některých simulačních modelů snižuje rychlost produkce ozónu pod rychlost jeho odbourávání. Počítalo se s tím, že asi 10-20 % H2 unikne do stratosféry. Možná, že by bylo možné přijít s vhodným technickým řešením, aby se H2, ještě než vystoupá, sloučil s O2, ale zdá se, že řešení tohoto problému zatím není na pořadu dne. Taky je možné, že se teď do vodíkových aut nalijí miliardy dolarů, aby se to o několik let později zase zakázalo.

Saze a pneumatiky

Jeden z argumentů těch, kteří by nejradši zakázali všechna auta a nahnali lidi do MHD a na kola (a že takových je, hlavně ve vedení měst), se týká částic z pneumatik. Těch je údajně více, než co auto vyprodukuje spalováním nafty. Používá se to jako argument, že elektrická auta nic nevyřeší (brzdové destičky zde zanedbám, neboť v elektrickém autě se díky rekuperaci opotřebovávají mnohem méně).

Vezmu-li v potaz normu EURO4, což by odpovídalo aktivnímu vozovému parku v ČR (auta od roku 2005), celková hmotnost částic by měla být do 0,025 g/km. Po ujetí 80 tisíc km by jich tedy mělo vzniknout do dvou kilogramů. Je však potřeba vzít v potaz, že tato měření se provádí po zahřátí motoru v „laboratorních podmínkách“, které neodpovídají reálnému provozu (což by se mělo brzy konečně změnit), a v autech k tomu patřičně upravených (s nejnižší výbavou, bez zadních sedaček, s odpojeným alternátorem,…). To, kolik aut jezdí s přemostěným filtrem ani radši nebudu zahrnovat. Lze jen očekávat, že realita bude o dost horší.

Pneumatika u průměrného auta střední třídy by v případě, že bychom ji vyměnili na začátku sezóny (zimní/letní) při pocitu, že už ji celou nedá, měla ze sebe za život obrousit asi 1,4 kg– pro všechny čtyři kola se dostáváme na hodnotu 5,6 kg. Udělal jsem si malou anketu mezi přáteli a dopočítali jsme se někam k výměně po ujetí 50 tisíc km na jedné sadě. Za 80 tisíc km jde tedy o hodnotu 9,0 kg ošoupané gumy (je to jen hrubý nástřel, ignoroval jsem některé parametry jako například prázdná místa daná vzorkem, protože ani ostatní parametry neznám přesně).

Poměr devíti kilogramů částic z pneumatik proti dvěma kilogramům z výfuku zní pro pneumatiky velmi nepříznivě, ale ve skutečnosti to není až zas tak zlé. Velikost částice při odírání moderní pneumatiky je údajně 2,5 až 10 mikrometrů. Starší dokument na epa.gov, kde se provedlo seriózní laboratorní měření, dokonce uvádí, že přes 80 % částic je větší než 10 mikrometrů. V pneumatikách je navíc síra, která jako vedlejší efekt způsobuje, že se částice elektrostaticky lepí k sobě (primárně tam je, aby guma rychle nezpuchřela). V praxi tedy vdechnuté částice neprojdou do těla daleko a nejspíš je pak vykašlete nebo vysmrkáte (asi jako po kvalitně stráveném večeru na motokárách v uzavřené hale).

ground-tire-particle-size

Velikost částic při odírání pneumatik (epa.gov)

Norma EURO4 velikost částic vůbec neřeší, takže stačí udělat filtr tak, aby pochytal „pár“ těch největších (nejtěžších) a problém je z pohledu výrobce vyřešen. Až norma EURO5 velikost nepřímo omezuje, protože stanovuje také počet částic (6e11 částic na km), nicméně není úplně jasné, do jak malých částic se to vlastně měří (protože ty opravdu malé je problém zachytit). V případě částic vzniklých nedokonalým hořením se mluví o velikosti 6 až 30 nanometrů (Wikipedia). Ty už jsou karcinogenní (dokážou proniknout skrz buněčnou membránu a dokonce i do jádra buňky, kde díky své vysoké reaktivitě ničí DNA) a mám velké pochybnosti, jak moc je dokážou moderní filtry vůbec zachytit. Najít na toto téma skutečně kvalitní výzkum není snadné – co se dá najít, jsou většinou články s mizivou výpovědní hodnotou, případně na první pohled nesmyslnou metodikou měření.

Z mého pohledu jsou tedy pneumatiky mnohem menším problémem. Na hmotnost je toho z nich sice o něco více, ale v o několik řádů menším množství větších a méně nebezpečných částic.

Závěrem

Část automobilek se udává směrem bateriových aut a část zas směrem vodíkových aut. Někteří raději investují do obou řešení. Po letech v korporaci mě to ani nepřekvapuje, protože i kdyby tomu nikdo ve firmě nevěřil, někdy mohou přijít neočekávané události, které jedno z řešení zásadně zvýhodní. A v takovém případě je dobré mít něco v záloze (ostatně ještě před lety viděl koncern jasnou budoucnost v TDI…).

The future is Audi TDI clean diesel. This is Truth in Engineering.“

Souboj baterek a vodíku v tuto chvíli vidím především jako boj ropného a těžařského průmyslu s energetickými korporacemi. Vodík je extrémně složité hi-tech řešení, jak si zajistit odbyt fosilních paliv i v případě, že se postupně benzínová a naftová auta z trhu vytlačí. Má proto velmi silnou podporu takto orientovaných korporací a investuje se do něj velké množství peněz. O rozpočtu a tlaku lobby u druhé strany však také nepochybuju. Ať už nakonec vyhraje cokoli, skoro bych si vsadil, že technologická čistota řešení a ekologie nebudou hrát při rozhodování žádnou roli.

Sám vodík jako dobrou budoucnost nevidím, ale fascinuje mě, kolik problémů se už během vývoje dokázalo překonat až do stavu, že dnes je něco takového již připraveno pro nasazení v provozu. Při výběru auta dám ale raději přednost baterkám.

Z elektrických aut jsem už řídil kromě Nissanu Leaf také BMW i3, Fiat 500e a KIA Soul EV. Na některých z těch aut je znát jejich příslušnost k první masové generaci elektroaut, což zahrnuje všechny ty šílenosti při umisťování ovládacích prvků, podivný vzhled a nestandardní provedení přístrojové desky. Asi to bylo všechno nutné pro získání pozornosti – elektroauta se potřebovala odlišit. Teď už ovšem přichází další generace aut a u ní se výrobci snažili mnohem více trefit do vkusu většinového řidiče, protože až ten z nich může udělat masovou záležitost. Ergonomie se také zlepšila a i ta „lidovější“ auta se snaží být řidičsky zajímavější.

Z pohledu řidiče, se moc přechodu na elektroauto nebojím. Než to přijde, dojde ještě ke zlepšení dojezdu, který je asi největším praktickým nedostatkem. Moje představa, která není nereálná, je tak 350-400 kilometrů bez omezování v pohodlí. Další nedostatek, který je ještě potřeba vyřešit, jsou nabíjecí stanice na cestách. V Praze jich je dost, ale po ČR je situace z mého pohledu pořád dost zoufalá. Naštěstí se začalo investovat do infrastruktury a věřím, že do pěti let to bude mnohem lepší. Za deset se už současnému stavu budeme asi jenom smát.

leaf-2013-interier

leaf-2018-interier

Rozdíl v interiéru mezi starou (caricos.com) a novou (motortrend.com) generací Nissan Leaf. Konečně se návrháři zaměřili na ergonomii.

Sám mám rád auta s klasickými atmosférickými benzínovými motory. Líbí se mi jejich jednoduchost a sametový chod a nejspíš nějaké budu mít, dokud mi to nezakážou. Koncept bateriových elektrických aut je mi ale také sympatický, protože jde opět o maximálně jednoduché řešení s minimem komponent, které se mohou pokazit. Vyzkoušel jsem si, že i s elektromotorem pod kapotou může být zábava. Pokud vezmu svou nejdelší zkušenost (Leaf), motor byl na celém autě zdaleka to nejlepší. Předjíždění byla vyloženě lahůdkou a akcelerace po městě byla taková, že ani konvenční auta s více než dvojnásobným výkonem neměla šanci. Jakmile se dá nějaký použitelný elektromotor do auta, kde bude také přesné řízení a dobrý podvozek, bude to také radost za volantem. A že to bude bez řazení? Polovina mých aut stejně byla s automatickou převodovkou a v 90 % situací denního ježdění mi to tak i vyhovovalo.

kdyz-auto-tak-chrochtak

Na příchod elektrických (případně vodíkových) aut se těším i jako obyvatel města. Mor zvaný TDI a každé ráno čuchání smradlavých studených nafťáků vyrážejících z periferie Prahy do centra… to je něco, o co se s radostí připravím. A až to jednou přijde (a ono to přijde), nejspíš si zlepšení vzduchu ve městech všimnou i ti, kteří na diesel teď nedají dopustit.

Pokud někoho článek namíchnul a bude mi to teď mít potřebu vytmavit v komentářích, diskuzi se nebráním. Musí však být věcná, slušná a podpořena validními zdroji. V opačném případě je vysoká pravděpodobnost, že někdo z moderátorů komentář zamítne.

Komentáře k článku

  1. 1. Radek  19.11.2017  0:25:49

    Pěkný článek. Jen poznámka: Mám to jen z druhé ruky od kamaráda hasiče, který mi mezi řečí sdělil, že cca před rokem byl u nás minimum hasičských aut (pokud si to pamatuji tak, že na Moravě jsou dvě?), schopných uhasit hořící elektromobil, protože klasicky vodou se to hasit nedá a baterie se prostě vypnout asi nedá.

    A moc si nedovedu představit za jak dlouho budou dostupnější hasící auta, ale rád se nechám představit. Na druhou stranu asi ne vždy auto začne hořet.

  2. 2. Matej  19.11.2017  1:06:27

    Skvelý článok, ešte by ma zaujímala jedna vec, resp. argument hejterov, a to pripravenosť el.siete na masový rozmach elektroáut

  3. 3. Patrik Šimůnem  19.11.2017  1:20:27

    Moc děkuji za autorův čas a práci co tomuto článku věnoval! 🙂 Samotnému se mi také libí technika spalovacích motorů. Mám to jako koníček. Ale elektry jsou podle mě super řešení pro každodenní hrnutí do práce a s dětma do školky a na výlety za nákupem.
    Sám jsem se zaměřil taky na rozdil v narocnosti na věci, co se muzou u spalovaku po a u elektry ne.

    Co nemusis resit u elektroauta:
    Výměna oleje a filtru, Alternator, regul dobijeni, Prevodovku, Spojku, Starter, Dpf filtr, Lambdu, Vahu vzduchu, Vstrikovace, Podavaci cerpadlo, Vyfuk celkove, Mensi opotrebeni brzd, Vzduchovy filtr, Palivovy filtr, EGR ventil, Katalyzator, Hlava, ventily, tesnení, Rozvody, Vymena svicek, Zapalovani celkove, Startovaci baterie, Kliková hřídel, ojnice, Pístní sada, kroužky, V hodne pripadech turbo

  4. 4. Lukáš  19.11.2017  12:06:57

    Díky za článek. Probíhající „elektronizace“ aut se hádám projevuje na ceně a znalostní náročnosti opravy, tak si říkám, jaké požadavky tohle bude mít na servisy (starší lidé učící se nové postupy, celková náročnost práce…). Vadí mi ale, jak moc se některé věci tváří ekologicky, když jejich výroba je sama pořád neekologická (výše zmíněná otázka levnějšího řešení).

    Například recyklace jaderného odpadu a používání množivých reaktorů dává smysl, protože se jinak jedná o vyhozené teplo, izotopy využívané v medicíně a RTG pro vesmírné sondy nám dochází, ale z politického hlediska se izotopy omezují a levnější je skladovat prakticky nespotřebované uranové tyče. Což mě oklikou vede k samotné generaci energie pro elektroauta.

    Jestli chceme snižovat neekologické zdroje v energetice, budeme je muset něčím nahrazovat. Jaderné bloky mají svojí životnost a už léta se u nás odkládá stavba nových. Pro mě není moc řešení přejít na elektroauta zatímco vesele pokračujeme v pálení biomasy. Ekologičtější to sice je, zvlášť pokud elektrárny umožňují lepší filtrování, nespalujeme v aglomeracích atd. Současně ničemu nepomáhá vylesňování, daňové úniky korporací a vykořisťování v Asii, ale to lidé na očích nemají. Elektroauta sice řeší kvalitu života našeho blízkého okolí, ale těžko se mi zavírají oči před věcmi co jdou ruku v ruce a které se tímhle nezmění :/

  5. 5. jt  19.11.2017  16:21:51

    Na téma elektromobility, emisí apod. vyšly snad jen dva další slušný český články:

    https://www.svetmobilne.cz/emise-co2-u-elektromobilu-tesla-horsi-nez-bmw/4645

    a

    https://www.svetmobilne.cz/elektromobily-kolik-potrebuji-temelinu/4808

    jinak jsou to jen domněnky a přesvědčování té či oné skupiny.

    Takže díky za další slušnější článek.

    Zajímavý by byl delší test nového Leafu, s větší baterkou. ale zase je nesmyslně drahý.
    Ten „starý“ je fakt jen do města a těsně okolo něj (což ale řeší docela dost lidí).

  6. 6. Python.P  19.11.2017  16:38:06

    [1] Pokud to vemu kolem a kolem, tak přesně tak to je a momentálně jsou obě auta v Brně…

    Vodou to hasit nejde, ono ruku na srdce, i když začne hořit obyčejné auto, tak stejně shoří. Málo kdy se to povede zachránit.

    Jinak jako vždy super článek.

  7. 7. Kamil2  19.11.2017  22:25:28

    Výborný článek. Půjde to postupně, evolucí. Lepší akumulátory, rozvíjející se infrastruktura. Ovšem třeba myslet na erár. Spotřební daň. Obávám se, že až elektromobily se stanou standardem, na rozdíl od počáteční podpory bude zavedena spotřební daň z elektřiny používané pro silniční provoz. Že každý elektromobil bude mít registrační měřič. Neb bude zaveden jiný způsob zdanění. Zdanění výroby elektřiny i pro vlastní spotřebu. Fuj.

  8. 8. Kamil2  19.11.2017  22:29:26

    [5] Elektromobil jako druhé auto, pro každenní dojiždění za prací.

  9. 9. r443  20.11.2017  13:05:13

    Dobrý článek – informačně bohatný, věcný a zároveň prostý ideologie a vyhrocených emocí, to se u tohoto tématu jen tak nevidí.

  10. 10. swarm  20.11.2017  19:29:21

    [1] Nemusí to začít hořet. Stejně jako nemusí začít hořet klasické spalovací auto po srážce/závadě. Záleží na taky technologii baterie. Pokud se rozšíří LiFePo baterky, tak ty třeba nezačínají hořet při přetížení. Pokud je však zapálíš od něčeho jiného, tak budou hořet asi stejně jako ostatní lithiové typy.

    Jak říká Python.P – jakmile se to rozhoří, tak máš smůlu i u klasického auta. Pořád je to ale podle mě lepší, než co se stane u aut s CNG nebo ještě hůře s vodíkem (baterka totiž bude pouze hořet, ale neexploduje všude okolo). Ostatně jeden z těch zdrojů ohledně CNG autobusů dává hezkou představu:

    „Theoretically, the pneumatic burst of a 130L tank at a pressure of 200 bar releases an energy equivalent to the detonation of about 1.85 kg of TNT (8.7MJ).“

    Nebo z praxe z jednoho z popisovaných výbuchů:

    10 minutes later at 6:51 am, the front cylinder exploded causing slight and directional damages to the environment within a distance of 100 m. Damages were caused by tank debris (tank n°1 damaged the roof of anadjacent house after a 30 m fly) and overpressure (poster frame unhooked and damaged sliding shutters 60 m away from explosion). As it burst, tank n°1 also propelled the adjacent tank to the other side of the road (10 m away). The tank n°1 ruptured in large pieces whereas carbon fiber could be found as far as 150 m away. Tank n°1 valve and associated fuse have not been found after the accident. Bursting noise could be heard at a 5 km distance. Firemen did not report anynoticeable fireball though they felt a transient heat.

    … myslim, že do CNG autobusů teď budu nastupovat s mnohem větším respektem 🙂

  11. 11. swarm  20.11.2017  19:54:09

    [3] Ano, když se podíváš do moderního elektroauta, tak tam skutečně skoro nic není – v tom je ta krása. Právě hledisko jednoduchosti řešení je pro mě důvod, proč bych se nehrnul do hybrida. Tam máš najednou všechno dvakrát a ještě řešíš způsob, jak ten výkon rozumně spojit. Poruchovost musí být logicky při stejných postupech výroby vyšší.

    [4] Ekologie tak, jak je předkladaná masám, je dnes často spíš o marketingu. V první řadě jde o zisk a každý hráč tedy tlačí tu technologii, ze které jemu plynou největší/nejjistější příjmy. Například o biomase a ekologické zátěži, kterou ten německý koncept energetiky způsobuje, bych raději ani nechtěl mluvit. To je k pláči. Elektroauta sice neřeší všechny problémy lidstva (a ani většinu), ale všespásné řešení nikdy nepřijde. Vždycky to bude o podobných malých krůčcích na mnoha frontách.

    O servisy bych se nebál. Spousta úkonů je stejně o připojení diagnostiky na sběrnici auta, vyčtení chyby a postupování při výměně/proměření dle servisního manuálu s přihlédnutím do servisní databáze značky/servisu. To bude všechno stejné. Hodně bude pořád oprav karoserií. U lidí, co opravují motory, část přejde na něco jiného a část to bude dělat pro radost dál i v době, kdy už budou mít „spalováky“ jen největší nadšenci. Stejně ta změna bude velmi pozvolná. Představa, že tady za deset/patnáct let nepotkáme žádné spalovací auto, je asi daleko od reality.

    [5] Nový Leaf by mě zajímal, ale myslim, že zařídit si tak týdenní zápůjčku by byl nepřekonatelný problém. I kdyby to třeba šlo, asi by mi to nestálo za to úsilí. Pokud někde bude možnost aspoň projetí, tak do toho určitě půjdu. To auto je zajímavé a teď konečně i poměrně hezké.

  12. 12. kjiefijf  21.11.2017  18:40:50

    [11] – [3] No hybrid zbastlený tak, že se někam ke klasickýmu motoru narve i elektromotor a baterky je paskvil. Toyotí HSD s planetovou převodovkou je o něčem jiném – je to jako hybrid navržené od začátku, promyšleně a ve statistikách spolehlivosti je Prius vždy na prvních místech. Není to trvalé řešení vhodné na vždy, ale pro přechodné období, než se konečně vyvinou pořádný baterky to je docela slušný mezikrok.

  13. 13. Roll  22.11.2017  8:26:15

    Na projetí jsem chtěl navrhnout carsharing EMUJ, ale vidím, že začátkem listopadu ukončili činnost. Asi to nakonec nebyl tak skvělý nápad..

  14. 14. Duranga  22.11.2017  20:49:49

    Kvalitní článek. Na stejné téma mě zaujal tento blog: http://petr-kubac.blog.cz/1612/alifaticke-uhlovodiky-zenou-prirodu-i-civilizaci

    Šlo by zachovat naše uhlovodíkové hospodářství, které máme vyladěné sto lety pokroku. Pomocí vysokoteplotního jaderného reaktoru rozkládat vodu na vodík a kyslík, a z H2 a vzdušného CO2 vyrábět např. alkoholy. Tím se uzavře cyklus, při dokonalém spálení je výsledkem opět CO2 + H2O; hurá, máme prakticky bezemisní dopravu a teplárenství. Bohužel je to zatím hudba daleké budoucnosti, vývoj v jaderné energetice dvakrát rychle nepostupuje. Četl jsem i o upravené fotosyntéze, ale to bude ještě později. Zatím tu budou pro chudé smradlavé diesely a pro bohaté elekromobily. Snad se to podaří zlomit, i ve spalovacích motorech pokračuje vývoj a třeba HCCI od Mazdy vypadá nadějně.

  15. 15. Kam2  24.11.2017  14:24:26

    Zatím hlasuju pro hybridní předokolku s elektromotory na zadních kolech, dobíjitelnou ze sítě, s čistým elektrickým dojezdem alespoň 40 km, dělající z předokolky příležitostnou čtyřkolku, výkonovou rezervou zlepšující jízdní vlastnosti a snižující spotřebu a exhalace.

    Co zatím s omezeným dojezdem čistých elektromobilů omezujícím jejich univerzální použitelnost? Stylový přívěsný vozík s elektrocentrálou, stačilo by 20kW, pracující v optimálním režimu.

  16. 16. Kam2  24.11.2017  14:32:23

    [14] To by šlo. Alkoholy spotřebovat v palivovém článku, neprodukujícím oxidy dusíku. Výhodný je metanol, ovšem překážkou jeho využití je lidská blbost a zhovadilost.
    Co se týče vodíku, je projekt na jeho bezpečném uskladnění v krystalové mřížce. Základní výzkum toho je i tady, experimentálně zkouší Mazda. Problémem je neláce materiálů, kovů řady „vzácných zemin“.

  17. 17. klusacek  25.11.2017  23:16:06

    [14] takto konstruovany hybrid ma stale nevyhodu v prilisne slozitosti. Ja hlasuji spis pro elektroauto s dojezdem 300 km s pripadnym range extenderem (zajimavy je napriklad linearni spalovaci motor, ktery by v principu sel zabudovat do stredoveho tunelu (pred 10ti lety ho uspesne vyvijeli na CVUT, ale webove stranky jim jiz nefunguji tak to asi nedopadlo obchodnim uspechem)).

    Takto si predstavuji idealni vyvoj prinejmensim do doby, nez se akumulatory zlepsi natolik, ze bude bezny dojezd 800 km na jedno nabiti (coz by odpovidalo kapacite zhruba 120 kWh, pokud bych chtel jezdit bez omezovani se).

    Az budou akumulatory sice uz levne, ale stale tezke, pak by mela smysl modifikace toho co nabizela Tesla a tedy ze vam vymeni celou baterii misto abyste cekali na jeji nabiti. Jen s jednim malym rozdilem, ze vasi puvodni baterii by vam nikdo nebral.

    Ve “vymenych stanicich” na dalnicich byste si mohli ke sve zakladni baterii pro jizdu po meste s dojezdem 300 km pridat dalsi moduly, dalkovou trasu byste brali energii z nich a po vyjeti z dalnice a vraceni vybitych modulu do jine vymenne stanice byste se svoji, stale jeste nabitou, baterii dokoncili posledni usek cesty ve meste.

    Melo by to vyhodu, ze ve meste by melo auto mensi spotrebu a mensi obrus kol diky nizsi hmotnosti a zaroven na rozdil od reseni Tesly, ktera vam vymeni celou baterii byste tu svoji zakladni meli zabudouvanou stale, takze byste se nemusel bat, ze vam pri vymene daji vice opotrebovany kus, nez ktery mate. Myslim, ze tenhle psychologicky faktor zpusobil, ze majitele Tesel nemeli o sluzbu zajem.

    Pri vetsi zasobe baterii na vymenne stanici by je navic bylo mozne dobijet nizsimi proudy, coz by prodlouzilo jejich zivotnost (misto aby se nabijelo malo baterii rychle, nabijelo by se vetsi mnozstvi pomalu, tak aby pocet pripravenych baterii za hodinu byl stejny).

  18. 18. klusacek  25.11.2017  23:17:05

    [17] — mela to byt pochopitelne reakce na [15]

  19. 19. klusacek  26.11.2017  0:13:26

    [16] Podle wikipedie je prekazkou vyuziti methanolu zatim nedostatecny merny vykon palivovych clanku s primou premenou:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Direct-methanol_fuel_cell

    Methanol ma tendenci difundovat membranou na katodu kde bez uzitku shori. Proto se nepouziva cisty, ale redeny vodou, ktera tento jev omezi. Sice tim stoupne ucinnost, ale zase se snizi vykon clanku, takze je treba volit urcity kompromis. Podle wiki pracuje vetsina clanku s primou premenou tak, ze zmari zhruba polovinu paliva.

    Jeste existuji clanky s neprimou premennou. Vlastne je to reformacni jednotka na methanol (pracujici pri 300°C) nasledovana vodikovym palivovym clankem. To by uz asi slo, ale plati pro to nektere vyhrady recene v clanku k vodikovym autum, tedy ze palivove clanky zatim maji malou zivotnost, takze jejich vymena vyjde financne srovnatelne s vymenou akumulatoru a ze 80 kW blok palivovych clanku je srovnatelne velky s 24 kWh baterii Nissana Leafa, ktera take dava cca 80 kW vykon.

    Nadrz na methanol, pumpa, kompresor a reformacni jednotka nejspis zaberou podobne misto jako nadrze na stlaceny vodik, takze jsme tam kde jsme byli, jen s tim rozdilem ze nehrozi takova exploze.

    Nicmene, tady bych jeste ocekaval prostor pro zlepseni, takze bude zajimave sledovat jestli bude vyvoj baterii rychlejsi nez vyvoj tohoto.

  20. 20. klusacek  26.11.2017  15:41:41

    [2] Kapacita prenosove soustavy VVN by mela stacit, za predpokladu, ze hustota rozdeleni nabijenych elektroaut priblizne kopiruje rozdeleni ostatnich spotrebicu. V prvni casti clanku je ukazano jak kolisa spotreba a je nastineno, ze nabijeni aut by bylo chytre rizeno, aby probihalo tak, ze toto kolisani vyrovna. Pokud prenosova soustava utahla vykonove spicky, mela by utahout i staly vykon o teto hodnote.

    Detailnejsi odpoved rozdelim do 2 casti. Nejprve se budu venovat rychlonabijeckam, ktera ale povazuji spis za okrajovou zalezitost, ktera se bude vyskytovat podel dalnic, aby umoznila dalkove jizdy. V dalsim prispevku pak zminim pomale nabijeni pres noc a na parkovistich.

    Pro rychlonabijecky (nebo vymenne stanice popsane v [17]) by bylo treba natahnout draty VN, kvuli vysokemu maximalnimu prikonu.

    Uvazme napriklad cerpaci stanici na ktere muze zaroven tankovat 8 aut, pocitejme, ze tankovani i se zaplacenim trva 5 minut, a doda dojezd 700 km a predpokladejme ze pumpa je 100% vytizena.

    Ekvivalentni nabijeci stanice by musela byt schopna dodavat nasledujici vykon: Pri spotrebe aut 150 Wh/km musime nabit 150*700 Wh = 105 kWh na jedno auto. Krat 8 aut kazdych 5 minut. To je 8*60/5=96 aut za hodinu, tedy celkove bude maximalni prikon takove dobijeci stanice 10 MW, mozna spis 12 MW pokud odhadneme shora ztraty pri transformaci, usmerneni a nabijeni na 20%. 12 MW je podle

    http://diskuse.elektrika.cz/index.php/topic,33449.0.html

    maximalni zatizeni beznych 22 kV linek (posledni komentar ktery rika, ze 3MW je zhruba 1/4 kapacity 22kV vedeni), takze by se v zavislosti na vzdalenosti mozna vyplatilo vest energii k nabijeci stanici rovnou 110 kV vedenim, coz uz je ale poradna stavba.

    Nyni pocitejme kolik dobijecich mist by takova stanice musela mit. Rekneme, ze elektroauto ma kapacitu na 300km, ale na nabijecku nikdy neprijede uplne vybite a rychlonabijeni funguje jen do asi 80% kapacity, takze pocitejme, ze nabijime energii na dalsich 200 km, coz je .15*200=30 kWh. Rekneme, ze nabijeci stojan muze davat max. 120 kW (jako Tesla Supercharger), takze nabijeci cas bude 30kWh/120kW=0.25 h. Se zaparkovanim rozkoukanim se a zapojenim konektoru by dobijeni melo trvat pod 20 minut. To znamena 4* dele nez tankovani a proto musime mit 4* vice parkovacich mist, tedy 8*4=32. Problem je v tom ze misto 700 km jako pri natakovani benzinu vam nabijeni doda jen 200 km. Takze budete muset bud pouzivat vetsi baterii nebo nabijet casteji, coz ale zpusobi, ze k jedne stanici nam bude prijizdet 700/200-krat vice aut. Takze ve skutecnosti potrebujeme jeste tolikrat vic nabijecich mist, coz je 32*700/200=112.

    Vsimeme si, ze jakmile bude takovych nabijecek podel dalnic vic, tak prumerny pocet pozadovanych nabijecich mist nezavisi na tom jestli nabijite kratce malou kapacitu nebo dlouho velkou. Takze jsme mohli pocitat tez takto: Vykon ekvivalenti cerpaci stanice je: 700 km * 8 * 60/5 aut/h * 150Wh/km = 10 MW. Kazde nabijeci misto dava vykon 120 kW, tj. potrebujeme 10 MW/120 kW = 84 mist (duvod proc prve vyslo 112 je ten, ze jsme vypoctenych 15 minut na nabiti prodlouzili na 20, aby se zohlednil cas na zaparkovani a odjeti).

    Takze rychlonabijecka s kapacitou bezne benzinky neni uplne mala stavba (s prihlednitim k nutne stavbe VN vedeni), ale na druhou stranu to neni nic nerealizovatelneho. Pri spojeni s restauraci nebo obchodnim domem a pouzivanim vetsich baterii aby doba nabijeni byla kolem 45 minut ale jen jednou za 600 km, ma podle me velkou sanci byt akceptovana.

    Tentyz odber plati i pro vymenne stanice s tim ze by bylo potreba min vymennych mist, protoze vymena baterie by trvala do 2 minut.

  21. 21. Kamil2  28.11.2017  13:51:17

    Baterie pro výměnu by musela být standardizována a vozidlo by muselo umožnit standardní výměnu, to znamená standardizované uložení ve standardizované konstrukci. Navíc vyřešit skladování a nestejnou reálnou kapacitu oproti nominální.
    Standardizovanost? Aby nás přešlo nadšení, představme si automobil jako notebook…

  22. 22. swarm  28.11.2017  20:57:15

    [21] Vyměnitelná primární baterie je podle mě málo reálná do chvíle, než by jedna automobilka ovládala trh s elektroauty (což se zdaleka neblíží). Dovedu si však představit standardizovaný modul pro sekundární baterii – tam se dá ve jménu nějaké zásadní funkce klidně dělt ústupek typu výrazného ubrání prostoru v kufru (u menších aut) atd.

    Že to není u notebooků – za to může čistě fakt, že to není pro většinového zákazníka potřeba. Ve chvíli, kdy je baterka zařízení za x stovek tisíc, je situace úplně jiná.

    Odchylky v kapacitě, pokud se bavíme o celém modulu, nejsou podstatné. Skladování by asi problém taky nebylo, protože takovou baterii by sis nejspíš jen pronajímal a provozovatel služby by se snažil všechny baterie samozřejmě co nejvíc točit.

  23. 23. klusacek  30.11.2017  22:26:28

    [2] (pokracovani [20]) Rychlonabijecky jsou fajn, kdyz jedete na delsi cestu, ale baterie je lepsi nabijet pomalu. Jednak to prospeje jejich zivotnosti, ale hlavne nepozadujeme po siti tak velky proud.

    Jiz dnes nabijeni funguje tak, ze auto rekne jaky maximalni nabijeci proud baterie snese (zavisi to na jeji aktualni teplote a stavu nabiti) a nabijecka nabiji timto proudem nebo nizsim, pokud ho z nejakeho duvodu nemuze dodat. Napriklad pokud prijede druhe auto ke stejnemu sloupku a v souctu by pak byl pozadovany proud vetsi nez maximalni, ktery dokaze nabijecka dat.

    Domu si muzete koupit treba toto:

    http://www.smartev.cz/produkt/smart-ev-box/

    Je to nabijecka ktera hlida proud u hlavniho jistice domu a do auta pousti takovy proud, aby celkovy prikon domu nepresahl proud jistice. Pokud nabijite pres noc, tak i pomerne malym prikonem (2 kW) natlacite do auta za 8 hodin kolem 12 kWh (pocitam pesimisticky jen 80% ucinnost nabijeni). Na to ujede Tesla S typicky 65 km, a Nissan Leaf typicky 85 km. Osobni auta za den najedou v prumeru 40 km (podle pekneho shrnuti https://www.svetmobilne.cz/elektromobily-kolik-potrebuji-temelinu/4808 na
    ktere upozornil komentar [5]) a o prumer tu skutecne jde pokud chceme vedet zda-li takove nabijeni pretizi sit ci nikoliv, pokud by ho praktikovali vsichni.

    Jde to ale resit i lepe. Zatim to enegeticke firmy jeste neumoznuji, ale blizi se doba zavadeni tzv. „Smart Grid“ elektro rozvodu, kdy se cena elektriny bude menit nekolikrat za sekundu v zavislosti na nabidce a poptavce, a vase auto, lepe receno nabijecka, na to bude reagovat. Takze si treba nastavite, ze do zitra budete potrebovat 6 kWh a nabijecka se bude snazit odebirat elektrinu, kdyz je nejlevnejsi, ale tak aby nakonec do stanoveneho casoveho limitu auto nabila.

    Az takle budou nabijeny stovky tisic aut, povede to ke stabilizaci site a bude diky tomu mozne provozovat nektere uhelne elekrarny na plny vykon (tj. s vyssi ucinnosti) misto toho aby bezely jen jako zalozni zdroj. A nebude
    pritom nutne zapinat dalsi zalohy — pri nedostatku vykonu se jen zvysi cena, na coz zareaguji nabijecky snizenim odberu, coz bude ekvivalentni tomu jako by horka zaloha zacala dodavat proud.

    Timto zpusobem si dovedu predstavit realizovane i dobijeci sloupky na parkovistich na sidlisti. Ne ze by tedy braly elektrinu z poulicniho osvetleni, jak obcas nekdo navrhuje (na to urcite nestaci dimenzovane
    prurezy vodicu), ale slo by pouzit silove vedeni, ktere vede z trafostanice k jednotlivym panelakum a sloupky jednak ridit podle ceny elektriny jak bylo popsano vyse a pak jeste lokalne tak, aby nedoslo k pretizeni tohoto vedeni a transformatoru. Proudove by to melo stacit, berme odhadem 1 auto na 1 byt a skutecnost, ze by uz ted nemelo dojit k pretizeni, kdyz si v nedeli v 11 hodin vsichni zapnou 3 kW elektricky varic.

    Nutno ale rict, z prakticke implementace smart gridu mam spis strach. Je tam mnoho veci, ktere je mozne vyresit spatne a projevit se to muze az za
    nekolik let. V EU bezel testovaci projekt:

    http://grid4eu.blob.core.windows.net/media-prod/29375/grid4eu-final-report_normal-res.pdf

    U nas se to testovalo ve Vrchlabi. V kazde zemi meli jine technicke reseni,
    jedno vsak mely spolecne. Bylo to nasobne slozitejsi nez vyse popsane dobijeci sloupky (protoze resili i jine veci, napriklad spolupraci s fotovoltaickymi elektrarnami, automatickou detekci poruch a jejich izolaci rekonfiguraci site, zlepsovani ucinniku, apod.).

    Jejich `Reference architecture’ na me dela dojem jako popis toho, jak
    by mela referencni architektura vypadat:

    http://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/xpert_group1_reference_architecture.pdf

    Mezi KPI (key-performance-indicators) nemaji vubec nic co by pripominalo IT bezpecnost. Je tam sice napsano par obecnych frazi, ale vubec se nazabyvali
    otazkou jaky vliv na stabilitu cele site bude mit preruresna nebo podvrzena
    komunikace. Nektere implementace dokonce pouzivaly ke komunikace WiMAX nebo
    GPRS (jine vsak komunikovaly primo po silovych vodicich, coz mi prijde robustnejsi).

    Osobne bych byl radsi, kdyby nekdo prosadil not-so-smart-grid, kde by se
    resilo jen dobijeni aut (pripadne provoz topeni a klimatizace) vyse naznacenym jednoduchym zpusobem.

    I tam by se muselo nejak resit jak zajistit aby napriklad hacknute nabijecky (pripadne s backdoorem od vyrobce) nemohly zautocit na sit tim, ze by vsechny v jeden okamzik zacaly odebirat maximalni proud, coz by sit v dobe za mnoho let, kdy bude stabilizovana prave temito nabijeckami uz nemusela ustat.

    Mozna nejaky dalkove ovladany jistic a meric, ktery bude dostatecne jednoduhy, ze mu bude rozvodna spolecnost duverovat (nebo si ho sama vyrobi) a ktery by umoznil nespolupracujici nabijecky odpojovat, pokud by hrozilo pretizeni site….

  24. 24. klusacek  30.11.2017  22:39:43

    [21] To je samozrejme problem. Zatim se vyrobci elektroaut nedokazali dohodnout ani na jednom spolecnem konektoru pro nabijeni. Mozna by to mohlo jeste prosadit nejake konsorcium automobilek a elektrarenskych spolecnosti, ale vyvoj baterek ted take zrychlil, takze si spis myslim ze na to mozna ani nedojde, protoze to nestihnou. Jakmile bude dojezd nad 800 km, a moznost to nabit do 30 minut na dalsich 600 km, tak to vetsina lidi nebude resit.

  25. 25. Kamil2  3.12.2017  15:24:02

    [24] Toť úžasná šance pro buselské byrokraty a erár.
    Po omezení příkonu žárovek, vysavačů, rychlovarných konvic…bude omezen příkon elektromobilů. To je logické, protože co je vysavač či konvice proti žravému elektrovehiklu. Zdanění elektřiny pro elektromobily, elektroměry online propojené s centrem sledování rovozu, spotřeby a dobíjení. V ceně elektrovehiklu poplatek za ekolikvidaci. Vidím nedosírné byrokratické a giskální možnosti. Zákony, vyhlášky, nařízení, regulace, implemantace…

  26. 26. swarm  3.12.2017  15:59:22

    [25] No jistě. Spousta toho asi klidně přijde (pokrok nezastavíš…). Nicméně tohle všechno nakonec ani není závislé na tom, zda auto jezdí na elektřinu, nebo na benzín. Ostatně ani samoříditelná auta nejsou podmíněna elektromotory a o průběžném měření spotřeby se uvažuje už nyní ve spojitosti s novými auty na benzín/naftu.

  27. 27. M  23.12.2017  14:24:32

    hmm, bohužel se ke mně dostal tento článek až teď, nicméně zareaguji, i když už si to asi nikdo nepřečte.

    Kapitola: Máme pro ně dost elektřiny?

    Absolutně jsem nepochopil, proč autor potřebný výkon z elektráren na dobíjení elektromobilů počítá komplikovaně ze spotřeby paliva benzínových a naftových aut, k tomu si přimíchá nisan leaf a to nejhorší na tom, že uvede jen čísla bez výpočtu, což je smutné, pokud na tom pracovalo, dle úvodu článku, několik odborníků. To jen tak na úvod.

    Vzhledem k tomu, že nejsou uvedené přesné výpočty, nemůžu se vyjádřit k tomu, jestli jsou daná čísla správně. Nicméně, pokud chcete uvažovat potřebný výkon elektráren na dobíjení elektromobilů, jediný správný postup je počítat s příkonem nabíječek. Číslo vypočítané ze spotřeby je minimálně pochybné, protože evidentně nebere v potaz právě tu nabíječku, výpočty neznáme a v textu o nich a jejich parametrech není ani zmínka, takže to beru tak, že je autor úplně zanedbal. A ta nabíječka a její příkon, připojená do elektrické sítě, je právě a POUZE to, co tu elektrárnu a rozvodnou síť zajímá. Auto připojený na výstup té nabíječky je nezajímá. Tedy nějaký hausnumero vypočítaný z jeho spotřeby, bych tak řekl, je v tomto případě k ničemu. Porovnávat toto číslo s instalovaným výkonem elektráren je nesmysl.

    No dost keců, dáme si pár výpočtů. V ČR je registrováno aktuálně necelých 5.5 milionů aut. Nisan Leaf se nabíjí nabíječkou s výstupním výkonem buď 3.3 kW nebo 6.6 kW.
    Pokud těch 5.5 milionů aut by byly pouze Nisan Leaf, tak vzhledem k nízké kapacitě té baterie bude muset večer každej dobíjet.

    3.3 kW = 3300 W
    6.6 kW = 6600 W

    Pro zjednodušení budu uvažovat, že všichni budou nabíjet buď pouze 3.3 kW nebo 6.6kW nabíječkou

    5 500 000 * 3300 W = 18 150 000 000 W = 18,15 GW potřebný příkon
    5 500 000 * 6600 W = 36 300 000 000 W = 36.3 GW potřebný příkon

    Podotýkám, že Nisan Leaf má baterie o kapacitě 24 kWh nebo 30 kWh, což znamená, že Teslu za noc stejnou nabíječkou nenabijete, bude potřeba mnohem větší výkon. Bohužel neznám příkon nabíječky Tesly a nechce se mi registrovat na stránkách Tesly, abych to možná zjistil. Tedy případní zájemci si to musí zjistit a spočítat sami.

    To bychom měli nabíjení doma, které je stejně nereálné pro celou populaci, protože obrovské množství lidí bydlí v bytovce a nemají ani garáž s elektrikou, kam by si připojili auto. Pro zájemce navrhuji navštívit Magistrát Prahy nebo Brna a říct jim, že chcete rozkopat celé Brno a Prahu, přeložit inženýrské sítě, aby se mohli položit kabely pro pouliční/sídlištní nabíječky.

    Pak tu máme supernabíječky na dálnice, které autor ve výše zmíněné kapitole vůbec neuvažoval, pouze si povzdechl v závěru článku, že jich moc není.

    Mno supernabíječky jsou ještě lepší prča, než to nabíjení doma.
    Vemu jenom Teslu a jejich 120 kW respektive plánovaná 350 kW verze.
    Kolik myslíte, že jich v ČR bude potřeba? Já nevím, ale dáme si příklad, že jich bude třeba 10 000, druhý příklad 20 000 v ČR:

    120 kW * 10 000 = 1.2 GW
    120 kW * 20 000 = 2.4 GW
    350 kW * 10 000 = 3.5 GW
    350 kW * 20 000 = 7 GW

    Ke všemu výše uvedenému podotýkám, že údaj o instalovaném výkonu elektráren v ČR v článku, tedy 20.5 GW, je správně. Tak a teď máte poněkud reálnější čísla při zanedbání všech ztrát, včetně spotřeby el. energie samotnýma nabíječkama, tepelnýma ztrátama a jejich chlazením.

    Tady máte, milý autore, ty potřebné Temelíny.

    No a pak si vemte mapu světa a koukněte se na Evropu, kolik, kde žije lidí a zamyslete se, kolik toho všeho bude potřeba v Německu, Francii, Polsku, Španělsku, Británii, Itálii. Pak se podívejte dál a začněte přemýšlet, kolik toho bude potřeba v Číně a Indii a co Afrika a její populační boom.

    Navíc začněte přemýšlet, jak vysvětlíte např. Rakousku, Slovinsku, Itálii a Maďarsku, kteří už teď musí el. energii kupovat ze zahraničí, že oni si nepostaví ani jednu supernabíječku a naopak by měli urychleně přemýšlet o pár Temelínech, aby vůbec pokryli svoji současnou spotřebu.

    No a úplně na závěr, milý autore, si udělejte výlet na svoji alma mater a vraťte diplom. Já si totiž všiml, že máte diplom z FEL ČVUT a musím bohužel konstatovat, že všem z FELu děláte neskutečnou ostudu tady tímto článkem.

    Doporučení vrátit diplom Vám píšu jakožto absolvent FEKT VUT. Nesmyslně komplikovaným způsobem jste vypočítal něco, co není a nikdy nebude pravda, celej ten nesmysl zveřejníte, zaštítíte to svým odborným vzděláním a předložíte lidem bez příslušného vzdělání, navíc při absenci výpočtů, jakými jste vypočítal ty čísla, kterýma se oháníte v článku. Tito pak nemají šanci posoudit, že je to nesmysl. Styďte se.

  28. 28. swarm  23.12.2017  20:19:40

    [27] To nemyslíte vážně s tím Vaším výpočtem, že ne…? Je zajímavé, že někdo takový jde a vysvětluje mi něco o vracení diplomu.

    K mezivýpočtům v článku – ty nejzjevnější jsem vynechal, protože by to bylo ještě delší, ale je jich tam stále dost na to, aby se dalo pochopit, co ze vstupních dat vedlo k výsledku. Věřím, že průměrně inteligentnímu člověku s VŠ diplomem to nemůže dělat problémy.

    Pokud jde o rychlonabíječky – přečtěte si komentáře od klusacek.

    Zareaguju na to později, nebo nechám někoho z autorů, aby Vám vysvětlil, proč nemáte pravdu.

  29. 29. klusacek  24.12.2017  0:00:24

    [27] Takze jinymi slovy vlastne rikate, ze az Nissan zacne dodavat nabijecky o vykonu 9.9kW tak bude potreba vykon elektraren 55 GW i kdyz se jinak vubec nic nezmeni. To je preci blbost, ne?

    Vynasobenim maximalniho prikonu nabijecky poctem vsech aut nedostanete potrebnou energii pro jejich provoz, ale jen hypoteticky maximalni prikon.

    Uz ted vam nabijecka reguluje proud tak, aby pripojka neprekrocila rezervovany vykon (http://www.smartev.cz/produkt/smart-ev-box/), takze maximalni prikon nabijecky neni zase tak dulezite cislo.

    Vraceni diplomu ponecham na vasem uvazeni, ale vrele bych doporucil vzit si sbirku slovnich uloh pana Belouna a spocitat si par prikladu pro osvezeni usudku. Mozna vam pak prestane cinit potize chapat vypocet popsany slovne v textu.

  30. 30. swarm  24.12.2017  11:37:21

    [27] Ještě jednou jsem si přečetl Váš příspěvek a přes google analytics jsem se dokonce dostal k původní diskuzi na autoforum*, kde Vás sem někdo odkázal. Ten člověk se vám to tam snažil vysvětlit ze všech stran a Vy jste to stejně nebyl ochoten přijmout. Nicméně už aspoň chápu, co Vám tak vadilo.

    Takže – Vy ve Vašem výpočtu popisujete hromadný jev tak, že pracujete s jedinou nabíječkou (kde skutečně na spotřebě a nájezdu auta vůbec nezáleží), abyste výsledek následně vynásobil počtem nabíječek. To je ale úplně špatně. Je to školácká chyba a dost zásadní. Takto se hromadný jev nikdy nemůže počítat, a to ani kdybychom se bavili jen o stovce aut, resp. stovce nabíječek. O čím více nabíječek jde, tím víc je Váš výpočet úplně mimo realitu. Statistika nic?

    Já Vám tu nebudu doporučovat žádné vracení diplomu. Věřím, že v tom, co děláte, můžete být dobrý. Zde se ovšem mýlíte. Pokud ovšem někam přijdete posilněn vlastním pocitem neomylnosti, abyste rozdával rozumy, kdo má kde vracet diplom, nemůžete se takových chyb dopouštět. Jinak to totiž o Vás něco vypovídá… spíše než o Vašem vzdělání to o Vás vypovídá lidsky.

    *) http://www.autoforum.cz/zajimavosti/nemci-otestovali-skutecny-dojezd-8-elektrickych-aut-je-to-porad-bida/?forum

  31. 31. M  24.12.2017  13:46:01

    swarm: Myslím to naprosto vážně. Srovnáváte hrušky s jablkama. To, co jste spočítal Vy lze použít pro trolejbus nebo trolejauto, který nebudou mít dva mezičlánky tj. baterii a nabíječku. To co je připojeno přímo do sítě. I tak budete muset stejně tu síť nadimenzovat na špičkový odběr, který nastane zpravidla ráno, když se lidi rozjedou do práce a odpoledne, kdy zas pojedou domů tím trolejautem.

    Přijde Vám jako úplně normální, že si ze spotřeby spotřebiče-elektromotor vypočítáte zátěž zdroje- elektrárny, ke kterýmu ten spotřebič není nikdy přímo připojen? Jestli mi tohle chcete tvrdit, trvám na tom, abyste ten diplom vrátil.

    klusacek:

    Požadovaný výkon bude takový, aby byl splněn požadavek zákazníka. To znamená, že pokud Nisan zákazníkovi řekne, že s danou nabíječkou si to auto nabije za čas např. v rozsahu 4h – 16h v závislosti na možnostech el. sítě v jeho bydlišti a zákazník toto akceptuje, pak ok. Myslíte, že tohle lidi budou akceptovat? To jsou ještě v teple doma a můžou třeba jet hromadnou dopravou, no přesuňme se na dálnici. Bude tam rychlonabíječka a v závislosti na možnostech sítě to auto zákazník nabije např. v rozsahu 15 minut – 1 hodina podle aktuálního vytížení sítě. Myslíte, že to lidi akceptují? Mimoto ty supernabíječky budou muset být rozmístěny v takovým množství, aby zvládali odbavovat zákazníky. Když se zablokuje dálnice před nájezdem k rychlonabíječce, protože tam hodiny lidi čekaj, až na ně přijde řada, tak to asi není to, co chceme ne?

    Tím pádem nemůžete uvažovat, že když všichni přejdeme na elektromobily, že se budeme přizpůsobovat el. síti. Ta síť se bude muset přizpůsobit tak, aby nevznikali kvůli ní prodlevy, protože kvůli ní jedou nabíječky na nižší výkon. Na to se vám každej normální člověk vykašle.

    co se týče vrácení diplomu, viz výše, co jsem tu napsal autorovi o trolejbusech, trolejautech. Výkon jako výkon, má to stejnou jednotku, tak je to stejný no ne? NE!

  32. 32. swarm  24.12.2017  14:31:15

    [31] Já také vůbec nepochybuju o tom, že to myslíte vážně. Bohužel se mýlíte a ego vám nedovolí si byť jen připustit, že to tak je. Až ten koncept přijmete, nejspíš se pro vás hodně věcí v životě změní, protože zjistíte že Vaše aktuální představa je vadná i pro všemožné další oblasti a svět by musel vypadat úplně jinak, kdybyste měl pravdu.

    Ohledně dimenzování sítě – jak už vám bylo řečeno dříve jinde: Projděte si štítky všech elektrospotřebičů, co máte v domě, posčítejte si jejich příkon a všechno to vynásobte počtem domácností v ČR.

    Až si to spočítáte a porovnáte výsledek třeba s instalovaným výkonem elektráren v ČR, pochopíte, že nemáte pravdu. Berte to jako cvičení za domácí úkol, bez kterého další diskuze nemá žádný smysl.

    Rychlejší alternativa – vemte si nejčastější jističe v bytech a domech, pronásobte si to pro celou ČR a zase si to srovnejte s instalovaným výkonem elektráren v ČR. Garantuju vám, že budete překvapen, kolikrát to ten instalovaný výkon přesahuje (a to tam ani nemusíte započítat průmysl…). Klidně bych Vám napsal výsledek, ale nechci Vám zkazit radost z výpočtu.

  33. 33. Kamil2  24.12.2017  14:43:13

    [31] Máte pravdu. Všeobecné použití vozidel s benzinovým motorem jest nereálným, protože tolik benzinu pro jejich pohon není k dostání v každé drogerii, jak k tomu dojíti lze výpočtem triviálním. Naproti tomu píce pro koně či uhlí a vody pro parní stroje jest dostatek. Benzin jest látkou vysoce nebezpečnou, pro laickou manipulaci neurčenou. Uhlí však jest zcela bezpečným a taktéž i kotly nejmodernější konstrukce spolehlivými parními záklopkami vybavené. Mimo to, jízda vozidlem a pohonem založeným na kombinaci benzínu s jeho vybuchujícími parami v kombinaci s elektřinou jest jako s hořící svící seděti na otevřeném sudu střelného prachu. Proto všichni, kteří pro pohon benzinovými parami horují, by za nebezpečné blázny měli býti považováni a jsou li držiteli diplomů technického vzdělání osvědčujících, měli by jich býti zbaveni.

  34. 34. Kamil2  24.12.2017  14:48:47

    [31] Taktéž praud střídawj zapovězen být by měl, neb daleko škodliwějšj než praud stejnosměrnj, a v Americe k poprawowanj zločincův používán jest.

  35. 35. swarm  24.12.2017  20:33:19

    Konec dikuze odmazán, protože už se to jen opakovalo do zblbnutí a zbytečně to znepřehledilo zbytek. S M jsme se stejně shodli na tom, že k názorové shodě nedojde.

    Btw pokud by někdo ještě argumentoval tím, že 5,5 miliónu aut vyjede ve stejnou dobu a večer se začne nabíjet ve stejnou dobu, dle ČSÚ je počet řidičů dojíždějících autem (mimo vlastní obec/město) do zaměstnání/školy asi půl miliónu (tj. desetina).

  36. 36. klusacek  25.12.2017  15:59:43

    [33] Dekuji za nejlepsi prispevek diskuse! Uprimne jsem se zasmal.

  37. 37. Kamil2  27.12.2017  10:44:25

    [35] Tak. Stejně jako 5,5 milionu aut najednou nečerpá u pumpy.
    Za předpokladu, že víme, jaká je jejich denní energetická spotřeba, můžeme zhruba vypočítat množství elektrické energie, kterou je nutno vyrobit a rozvést, včetně ztrát při rozvodu a nabíjení. Mně se to jeví tak, že elektrická síť bude doplňována tak jak se elektromobilita bude rozvíjet. Není to tak, že elektromobily jsou nesmysl, protože pro ně není zdroj elektřiny ani síť, ani tak, že je nutno napřed vyvudovat zdroje a síť. Infrastruktura pro elektromobily se bude vyvíjet jako se vyvíjela a vyvíjí pro vše ostatní. Společně. Ne na základě nynějšího stavu technologií, ale tak jak se budou vyvíjet. Lepší akumulátory, rychlejší nabíjení, lepší stacionární akumulátory pro nabíjení, využívající lokární zdroje, fotovoltaiku, větrné alektrárny, kogeneraci. Rozvoj „chytrých“ sítí, řízené nabíjení pro vyrovnání spotřeby s výrobou. Různá řešení pro venkov, malá města, velká města, podle hustoty osídlení. Největší problémy a náklady jsou ve velkých městech. Stávající síť není dostatečně dimenzovaná. Předpokládám požadavek posílené sítě u projektů nové bytové vystavby. Bude opuštěn model „jednou za týden naberu plnou“. Dobíjet se bude při každé příležitosti, při každém parkování. Předpokládám, že rozvoj elektromobility ovlivní i životní styl. Ve velkých aglomeracích dojde k zásadnímu zlepšení čistoty vzduchu. Lepší a levnější akumulátory umožní rozvoj fotovoltaiky. Nové technologie, levnější masová výroba. Elektřinu může vyrábět každá střecha. Je to komplexní záležitost neomezená jen na elektromobilitu.

    Vrátím se do relativně vzdálené minulosti, doma měli debatu jestli PC 486 SX či DX, a vůbec jaké. Strejda pravil „No a kčemu Ti to bude, kde budeš brát všechna ta data?“ Internet nebyl, všeobecně dostupná digitální fotografie nebyla, všechno bylo velmi drahé. Diskety, cédéčka a jiná záznamová média. Často na tu debatu vzpomínám.
    A dnes?

    Tak je to a bude s lecčím. Co bylo dřív, slepice nebo vejce? Infrastruktura nebo elektromobily? Ani jedno. Oboje se vyvíjelo současně.

  38. 38. Kamil2  27.12.2017  10:58:06

    Poznámka ke vzhledu aut. Nynější móda agresívních ksichtů, tlam a předimenzovaných vstupů chladičů, a stylů ala „Star Wars“ se mi nelíbí.
    Tak jako obdoba tohohle a tuzing u IT. To je na jinou diskusi.

  39. 39. Jiří  6.2.2018  12:17:21

    Velmi hezký a střízlivý článek. Neuvažoval jste, že byste jej navrhnul na některé „mainstreamové“ weby k publikování? Některé jsou nekriticky optimistické vůči elektroautům, některé přesně naopak
    Tipy na 3 z nich:

    hybrid.cz .. těm se to určitě bude líbit

    autoforum.cz … asi se nebude líbit, že jim nabouráte jejich vidění benzínovo/dieselového světa jako svatého grálu

    auto.idnes.cz .. stejně jako autoforum.cz, nemají elektroauta moc v oblibě

    http://notebookblog.cz/ostatni/auta/nastup-elektroaut-je-vubec-realny-pozor-dlouhy-clanek/