Veículo elétrico capacitor - Capacitor electric vehicle
Um veículo elétrico com capacitor é um veículo que usa supercapacitores (também chamados de ultracapacitores) para armazenar eletricidade.
Em 2010, os melhores ultracapacitores só podem armazenar cerca de 5% da energia que as baterias recarregáveis de íon de lítio podem, limitando-os a alguns quilômetros por carga. Isso os torna ineficazes como meio de armazenamento de energia geral para veículos de passageiros. Mas os ultracapacitores podem carregar muito mais rápido do que as baterias , portanto, em veículos como os ônibus que precisam parar com frequência em pontos conhecidos onde podem ser fornecidos recursos de recarga, o armazenamento de energia baseado exclusivamente em ultracapacitores se torna viável.
Capabus
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A China está experimentando uma nova forma de ônibus elétrico, conhecido como Capabus , que funciona sem linhas aéreas contínuas (é um veículo autônomo) usando energia armazenada em grandes capacitores elétricos de camada dupla (EDLCs), que são rapidamente recarregados sempre que o veículo pára em qualquer ponto de ônibus (sob os chamados guarda - chuvas elétricos ), e totalmente carregada no terminal .
Alguns protótipos estavam sendo testados em Xangai no início de 2005. Em 2006, duas rotas de ônibus comerciais começaram a usar ônibus elétricos com capacitores de camada dupla; um deles é a rota 11 em Xangai . Em 2009, a Sinautec Automobile Technologies, com sede em Arlington, Virgínia , e sua parceira chinesa Shanghai Aowei Technology Development Company estão testando, com 17 Ultracap Buses de quarenta e um assentos atendendo a área da Grande Xangai desde 2006 sem quaisquer problemas técnicos maiores. Durante a Expo de Xangai em 2010, no entanto, 40 ônibus supercapacitores estavam sendo usados em um serviço especial de ônibus da Expo e, devido ao superaquecimento dos supercapacitores, alguns dos ônibus quebraram. Os ônibus do piloto de Xangai são fabricados pela Foton America Bus Company , sediada em Germantown, Tennessee. Outros 60 ônibus serão entregues no início do próximo ano com ultracapacitores que fornecem 10 watts-hora por quilograma .
Os ônibus têm rotas muito previsíveis e precisam parar regularmente a cada 3 milhas (4,8 km) ou menos, permitindo recarga rápida em estações de recarga em pontos de ônibus. Um coletor no topo do ônibus sobe alguns metros e toca uma linha aérea de carregamento na parada; em alguns minutos, os bancos de ultracapacitores armazenados sob os assentos do ônibus estão totalmente carregados. Os ônibus também podem captar energia da frenagem, e a empresa diz que as estações de recarga podem ser equipadas com painéis solares. Uma terceira geração do produto, que dará 20 milhas (32 km) de alcance por carga ou melhor, está planejada.
A Sinautec estima que um de seus ônibus tem um décimo do custo de energia de um ônibus a diesel e pode alcançar uma economia de combustível vitalícia de US $ 200.000. Os ônibus consomem 40% menos eletricidade mesmo quando comparados a um trólebus elétrico , principalmente por serem mais leves. Os ultracapacitores são feitos de carvão ativado e têm uma densidade de energia de seis watts-hora por quilograma (para comparação, uma bateria de íon-lítio de alto desempenho pode atingir 200 watts-hora por quilograma, mas o ônibus ultracapacitor é cerca de 40% mais barato que um barramento de bateria de íon de lítio e muito mais confiável).
Existe também uma versão híbrida plug-in , que também usa ultracaps.
A RATP , empresa pública que administra a maior parte do sistema de transporte público de Paris , está atualmente realizando testes em um ônibus híbrido equipado com ultracapacitores. O modelo, denominado Lion's City Hybrid , é fornecido pelo fabricante alemão MAN .
O Foton America Bus está em negociações com a cidade de Nova York , Chicago e algumas cidades da Flórida para testar os ônibus.
A GSP Belgrado , na Sérvia , lançou a primeira linha de ônibus operada sozinho por ônibus supercapacitores do fabricante chinês Higer . Desde 2014, a autoridade de transporte público da cidade de Sofia , na Bulgária , também realiza testes em um capabus feito pela Higer. Após os testes bem-sucedidos em 2019, Sofia comprou 15 desses ônibus.
Em Graz , Áustria, as linhas 50 e 34E estão funcionando com recarga intermediária curta, usando Supercaps / EDLC de 24–32 kWh .
Pantógrafos e coletores embaixo da carroceria em pontos de ônibus
Pantógrafos e coletores embaixo da carroceria são integrados aos pontos de ônibus para recarregar os ônibus elétricos rapidamente, possibilitando o uso de uma bateria menor no ônibus, o que reduz o capital e os custos de operação.
Metrô e bonde
Em um vagão de metrô ou bonde , um isolador em uma chave de linha pode cortar a energia do carro por alguns metros ao longo da linha e usar um grande capacitor para armazenar energia para conduzir o vagão do metrô através do isolador na alimentação de energia.
O novo bonde de Nanjing usa tecnologia de supercapacitor, com hardware de carregamento em cada parada, em vez de catenária contínua. A primeira linha começou a operar em 2014. Os veículos ferroviários foram produzidos pela CSR Zhuzhou ; de acordo com os fabricantes, eles são o primeiro bonde de piso baixo do mundo totalmente movido por supercapacitores. Vários veículos ferroviários semelhantes também foram encomendados para a linha de bonde Guangzhou .
Outras implantações
Em 2001 e 2002 , a VAG , operadora de transporte público em Nuremberg , Alemanha , testou um ônibus híbrido que usa um sistema de acionamento diesel-elétrico com capacitores elétricos de camada dupla.
Desde 2003, Mannheim Stadtbahn em Mannheim , Alemanha, opera um veículo capa, um LRV (veículo leve sobre trilhos), que usa capacitores elétricos de camada dupla para armazenar energia de frenagem.
Outras empresas do setor de manufatura de transporte público estão desenvolvendo tecnologia de capacitor elétrico de dupla camada: A divisão de Sistemas de Transporte da Siemens AG está desenvolvendo um armazenamento de energia móvel baseado em ELDCs chamado Sibac Energy Storage e também Sitras SES, uma versão estacionária integrada à energia da via fornecem. O Grupo Adetel desenvolveu seu próprio economizador de energia denominado ″ NeoGreen ″ para LRV, LRT e metrôs. A empresa Cegelec também está desenvolvendo um sistema de armazenamento de energia baseado em ELDC.
A Proton Power Systems criou a primeira empilhadeira híbrida tripla do mundo , que usa células de combustível e baterias como armazenamento de energia primária com ELDCs para complementá-los.
Nanotecture spin-out da Universidade de Southampton recebeu uma concessão do governo para desenvolver supercapacitores para veículos híbridos . A empresa deve receber £ 376.000 da DTI no Reino Unido para um projeto intitulado "supercapacitores de próxima geração para aplicações de veículos híbridos". O projeto também envolve a Johnson Matthey e a HILTech Developments. O projeto usará a tecnologia de supercapacitor para melhorar os veículos elétricos híbridos e aumentar a eficiência energética geral.
Desenvolvimentos futuros
Sinautec está em discussões com Schindall do MIT sobre o desenvolvimento de ultracapacitores de densidade de energia mais alta usando estruturas de nanotubos de carbono alinhadas verticalmente que dão aos dispositivos mais área de superfície para manter uma carga. Até agora, eles são capazes de obter o dobro da densidade de energia de um ultracapacitor existente, mas estão tentando obter cerca de cinco vezes. Isso criaria um ultracapacitor com um quarto da densidade de energia de uma bateria de íon de lítio.
Desenvolvimentos futuros incluem o uso de carregamento indutivo sob a rua, para evitar fiação aérea. Um bloco sob cada parada de ônibus e em cada luz de parada ao longo do caminho seria usado.
Corrida de motos
A FIA , o órgão regulador de muitos eventos de automobilismo , propôs no Quadro de Regulamentação do Trem de Força para a Fórmula 1 versão 1.3 de 23 de maio de 2007 que um novo conjunto de regulamentos do trem de força fosse emitido, incluindo uma unidade híbrida de até 200 kW de entrada e potência de saída usando "superpilhas" feitas com baterias e supercapacitores.
UltraBatteries
Ultracapacitores são usados em alguns veículos elétricos, como o protótipo do conceito AFS Trinity , para armazenar energia rapidamente disponível com sua alta densidade de potência , a fim de manter as baterias dentro de limites seguros de aquecimento resistivo e estender sua vida útil. O Ultrabattery combina um supercapacitor e uma bateria em uma única unidade, criando uma bateria de veículo elétrico que dura mais, custa menos e é mais potente do que as tecnologias atuais usadas em veículos elétricos híbridos plug-in (PHEVs).