Зелен транспорт: Пет ключови иновации в автомобилните технологии

Транспортната индустрия е в движение. От хибридни хеликоптери до по-модернизирани конвенционални превозни средства - представяме пет иновационни тенденции, които биха могли да оформят видовете транспорт в бъдещето.

1. Отслабнете: нови материали, умни индукционни намотки

„Направи го лесно, направи го лесно“ - така е цитиран Колин Чапман, основателят на производителя на спортни и състезателни автомобили Lotus. Това, което британският дизайнер на превозни средства определи като лайтмотив за конструкцията на състезателни автомобили с тези думи, се възприема от много съвременни дизайнери за подобряване на енергийната ефективност, а именно Подмяна на стомана с по-леки материали.

Актуален пример за това е i3, новият изцяло електрически градски автомобил на BMW. Тази кола е изработена от пластмаса, подсилена с алуминий и въглеродни влакна, така че е с 30-50% по-лека от стоманата. Лекото тяло на i3 уравновесява теглото на батерията, която задвижва автомобила, така че характеристиките на шофиране като ускорение, спиране и завиване са също толкова добри, ако не и по-добри от конвенционалните автомобили.

Изобретателите Норберт Енинг и Улрих Клагес също са се прочули в конструкцията на превозни средства. Финалистите на European Inventor Award 2008 разработиха интегрирана самоносеща система, изработена от алуминий, която придава на рамката на автомобила максимална стабилност с минимална маса.

Също нови методи на задвижване може драстично да намали теглото. Транспортните средства като електрически автобуси и влакове, които използват само батерия, имат недостатъка, че се нуждаят от много големи, тежки единици, за да се справят с маршрутите си. Когато ускорите или спрете, се губи много енергия.

Патентованата концепция на производителя на превозни средства Bombardier Transportation GmbH, която се предлага на пазара под марката Primove, решава този проблем индуктивно предаване на енергия - принцип, който вече се използва при зареждане на електрически четки за зъби и други домакински уреди.

Електрическият ток, който протича през индукционна намотка в земята, създава магнитно поле за зареждане на монтиран на автомобила приемник. Компонентите на релсовия път на индукционния контур се включват само когато превозното средство е точно над тях. Тъй като няма нужда от тежки батерии, такива автобуси и влакове са по-леки и консумират много по-малко енергия.

2. Намалете съпротивлението: плъзнете внимателно по релсите

Аеродинамиката на влаковете преди всичко беше свързана с мощните автомобили. Въпреки това, екип на Bombardier GmbH, воден от Рене Блашко, Александър Орелано, Мартин Шобер и Андреас Тице, е получил патент за изобретение, което изглажда въздушния поток по цялата дължина на влака.

Изобретението се основава на специална обработка на повърхността на превозното средство, което кара много малки въздушни вихри да се развиват по влака, не малко големи. По този начин влакът среща по-малко въздушно съпротивление и шумът от вятъра при шофиране значително намалява.

Освен това се повишава комфортът на пътниците и намалява шумовото замърсяване за хората и животните по железопътните линии.

3. Интегриращи системи: ефективност чрез проектиране

Друга тенденция на патентоване, която - поне по отношение на бъдещите ползи за обществото - има значително въздействие върху енергийната ефективност в транспорта, може да бъде намерена в областта на философията на дизайна. Вместо просто да подобряват отделни компоненти по време на моделен цикъл, дизайнерите все повече се насочват към проектирането на превозни средства, които да бъдат по-енергийно ефективни от самото начало.

Европейският производител на самолети Airbus е отличен пример за това. В момента компанията проучва използването на патент, предоставен на Klaus Graage от DBB Fuel Cell Engines GmbH Водородни горивни клетки които в бъдеще биха могли да заменят спомагателните силови агрегати на самолети на базата на газова турбина.

Горивните клетки образуват интегрирана система, която генерира електричество за климатизация и водоснабдяване на самолета и задвижва колелата, когато самолетът се търкаля по земята.

Клетките могат дори да се използват за замяна на гориво като доставчик на енергия за двигателите при спускане и по този начин, когато изискването за мощност е ниско. Това значително подобрява дизайна на самолет, а енергийната ефективност и по-ниските емисии се превръщат в ключови цели при проектирането.

4. Повторно използване на енергия: по-малко гориво, повече въздух

Системата за възстановяване на кинетична енергия (KERS) е доказана технология за Възстановяване и повторно използване на спирачната енергия на превозно средство. Той вече се използва в състезателни автомобили във Формула 1 и серията Le Mans, а производители като Volvo разработват подобни системи за леки автомобили.

По-малко известна, но също толкова новаторска е системата, разработена от британския изобретател Dr. Томас Цой Хей Ма. Той е разработил клапанно устройство за контрол на енергията, с което Енергията, генерирана при ускорение и спиране, се съхранява като сгъстен въздух в резервоар а не като електричество в батерия. След това въздухът се прехвърля между резервоара и батерията, както е необходимо. Това чисто, леко решение се използва в хибриден двигател със сгъстен въздух, където намалява консумацията на енергия и емисиите на CO2. Дори автомобилните гиганти като френския производител Peugeot-Citroën приемат технологията за даденост. Компанията притежава над 80 патента в тази област и планира да започне серийно производство на автомобили с хибриден въздух от 2016 г., което може да позволи икономия на гориво до 45% в сравнение с автомобилите с конвенционални задвижвания.

5. Зелено във въздуха: хибридни хеликоптери и слънчеви самолети

Но не само автомобилната индустрия търси нови възможности за задвижване. Друг патент на производителя на самолети Airbus описва a иновативна задвижваща система за хеликоптери: главният двигател с вътрешно горене се поддържа от електрически двигател, така че скоростта на ротора може да се регулира променливо. По този начин консумацията на енергия може да бъде оптимизирана и адаптирана към това дали хеликоптерът излита, лети или каца. Освен това системата съхранява излишната електроенергия, която може да се използва, когато има по-голямо търсене на енергия.

Но може би един ден ще можем да летим по света без конвенционална мощност на двигателя. Това е целта на Solar Impulse, дългосрочен проект за полет на слънчева енергия от Швейцарския федерален технологичен институт в Лозана. Екипът на проекта е построил самолет с размах на крилата на Airbus A340, който използва слънцето, за да зарежда над 11 628 фотоволтаични клетки на крилата си с литиево-полимерни батерии, които от своя страна задвижват своите 10-конски двигатели и витла с две лопатки. Излишната енергия се съхранява през деня, така че самолетът може да лети и през нощта. В Европа и САЩ слънчевият пилот вече е изпълнил тестови полети до 26 часа; За предстоящата година е планирано околосветско плаване.