lördag 6 juni 2009

Del 2 - Elbil till verkligheten

När man säger elbil tänker de flesta på bilar som har ett batteri i bagagen som behöver laddas efter varje tur. Detta är inte den enda typ av elbil. Om man tittar till nöjesfällt så kan man se den klassiska "radiobilarna" som ett elbils system. Även "morfars-bilarna" är elbilar.
"Morfars-bilarna" tar elkraft från två skenor i rälsen. Däremot radiobilarna tar uppenbart energi från nätet i taket. Men vad få tänker på är att även golvet ger energi. För radiobilarna är spänningen i taket och jorden är golvet.

Detta system skulle kunna jämföras med i samhället där en spårvagn fungerar på samma sätt som radiobilarna medan morfars-bilarna kan jämföras med 3-spårs tåg så som Alstoms spårvagn
http://i122.photobucket.com/albums/o263/Daneelo/Occasional%20Train%20Blogging/LocalRail/Tram_Bordeaux.jpg
Siemens har ett konkurrerande system med trådlös överföring via induktans, detta påminner laddningen på en elektrisk tandborste. Sedan finns de de systemet som trådbussar använder.

Nu går det inte att använda något av systemen direkt för en bil. Alla system har begräsningar som gör dem olämpliga för bilar.
Trådbussystem:
Trådarna måste vara högt upp, blir för högt för en personbil, de aerodynamiska nackdelarna blir större än vinningen.
3e-räl:
En bil är för dåligt jordad (inte alls) för att kunna hantera ett sådant system.
Tandborstladdning:
Kapaciteten är för dålig och förlusterna för stora. Problem med virvelströmar för de oanvändbart för vägar där icke anpassade fordon kör.
Spårvagns modellen:
Samma som trådbus och 3e-räl.

Det finns även system för att lagra elektrisk energi som kemisk energi. Exempelvis som jonlagring, vätgas och kolväten. Dessa tre system har alla nackdelen av att ha tämligen dålig verkningsgrad. Och för ett samhälle där mycket elektrisk energi produceras via kolväten är de fullständigt meningslöst.

Att använda batterier till fullo är i dag inte ett alternativ. Batterier har i dag både för dålig cyklningskapacitet och för dålig kapacitet. De bästa batterierna idag har 200wh/kg och runt 1000cykler eller 120wh/kg och 2500cykler. För att rena elbilar ska bli ett alternativ krävs minst 400wh/kg och runt 3000cykler.


Så jag föreslår en ny variant av lösning. Använda befintliga gatljus med befintlig elkraft för att montera in trådlösa energisändare. Detta kan tyckas slösaktigt och farligt. Men i spektrumet strax under IR strålning är både effektiviteten hög och farligheten låg. Integrerat med systemet finns ett system som spårar mottagaren, begränsar effekten och stänger av om verkningsgraden blir för låg. Om exempelvis en hand kommer mellan och blockerar strålningen stängs den omedelbart av. Verkningsgraden i denna spektrum är dessutom mycket högt. I praktiken kan detta vara effektivare än att ladda batterier för att använda energin senare.

Genom att använda väldigt många antenner med mycket hög frekvens så blir energin väldigt riktad. Om man använder en antenn får den 180graders svepyta, två så blir de 90 grader, fyra så blir det 45 grader. För frekvenser i terahertzområdet kan man använda flera hundra antenner och och spridningsvinklar på under 1 grad. Genom att göra mottagaren större än sändaren så eliminerar man förlusterna för spridningen.

Detta kan låta som futuristiskt framtids nonsens, men faktum är att tekniken redan finns. Stor del av infrastrukturen finns redan. Stolpar för uppsättning och kraft finns redan. Vad som behöver göras är att stärka infrastrukturen för de ökade behovet vid större belastning.

Troligen kommer vi innom bara ett par år att börja se WLan acecsspunkter som använder liknande teknik som kan överföra åtskilliga watt med mycket små förluster. Detta kommer förhoppningsvis reduera mängden sladdar betydligt.