Какой КПД у электрокаров и экологичнее ли они чем ДВС?
При работе на номинальной нагрузке КПД турбированного ДВС действительно достигает 40%. При этом КПД ГРЭС порядка 35-40%%, правда у ТЭЦ он больше за счет использования тепла. Электричество теряется при передаче, это еще -10%. Ну и заряд-разряд -5%.
Итого, (не возясь со сложными процентами) КПД электромобиля по топливу едва достигает 25-30%%.
Но это в красивой теории.
На практике, в дерганном режиме (хоть на дороге, хоть в пробке) КПД ДВС не сильно отличается от паровозных 3-5%%. Рассчитанный на номинал ДВС даже на автостраде работает на 10% мощности, т.е. в крайне невыгодном режиме. Про пробки, где он переводит топливо не делая работы КПД вообще 0%. При этом турбина станции работает на оптимале (своем 40% КПД) 85-95%% времени.
Так что в реальной жизни КПД электротранспорта в разы выше чем у ДВС. При этом надо учитывать возможность зарядки от возобновляемых ветра и солнца, что в случае ДВС вообще невозможно.
А вот в случае судового дизеля, который неделями работает на оптимальном режиме, действительно выигрыш за дизелем.
Давайте посчитаем на примере наиболее популярного электро-седана Tesla Model 3. В летний период средний расход на 100 км составляет 12 кВт-ч электроэнергии. Для традиционного автомобиля аналогичных габаритов и массы в смешанном цикле город-трасса расход составит 8 литров на 100 км.
Будем считать, что электроэнергия генерируется на современной тепловой газотурбинной ТЭС из природного газа с КПД 55% (хотя понятие КПД тут условно, т.к. помимо электроэнергии станция даёт тепло для отопления и ГВС соседних жилых кварталов, т.е. суммарный КПД будет ближе к 80-85%, ну да ладно). Потери в линиях электропередач примем на уровне 20%, потери в аккумуляторе при его зарядке - ещё 5%, итого получаем 0,55х0,80х0,95=0,418.
Теперь возвращаемся к Тесле. 12 кВт-ч электроэнергии - это 43,2 МДж, с учётом нашего результирующего КПД 41,8% получаем 103,3 МДж, или 2,05 кг метана, или 2,9 кубометра при н.у.
Теперь берём автомобиль, 8 литров бензина = 6,1 кг, в энергетических единицах 291,8 МДж (в 2,8 раза больше, чем у электрокара с учётом всех потерь). В деньгах разница ещё выше - для промпотребителей, включая ТЭС, 1 куб метана сейчас стоит в России порядка 7,5 руб, что для Теслы даст по всей цепочке 21,75 руб. 1 литр бензина А-92 в России сейчас в среднем стоит 43,5 руб., 8 литров = 348 руб., или в 16 раз больше. Конечно, дело в основном в акцизах и прочих налогах, "зашитых" в цене бензина, но электрокар попусту не тратит энергию в пробках, при торможении и в элементах трансмиссии.
Ну и вишенка на торте: в развитых странах альтернативная энергетика уже не столь альтернативна. Даже в индустриальной Германии на "альтернативу" приходится 45% всей генерации по состоянию на 2020 г., а в Норвегии и вовсе 90% (правда, в основном за счет ГЭС, а не ветряков). Может, поэтому в Норвегии уже пару лет количество проданных электрокаров превышает число реализованных машин с ДВС и дизелем?
Можете меня отминусовать конечно, и не по теме скажу. Еще в 42 году авто могли работать на водороде и не отравлять экологию. Причем работа приравнивалась к хорошему бензину. Так же в Москве, в рассвет социализма, гоняли продуктовые грузовички на электричестве и не засоряли воздух. Были проекты легковушек. Но вдруг всё пропало. Не дадут сильные мира сего, продающие нефть, развить никакой кпд у электрокаров, пока нефть не закончится. А вот когда альтернативой нефти станет электричество, вот тогда и будет и кпд и быстро-заряжающиеся батареи изобретут вмиг. Ведь сейчас ссылаясь на долгую зарядку не имеют популярности электромобили. Сравнение считаю не корректным.
Вопрос дабы сократить возможно задал немного некорректно.
Речь идет об энергии топлива, сжигаемой на единицу пройденного расстояния.
Выдержка из Интернетов: "Так считается, что КПД классического автомобильного бензинового двигателя с принудительным искровым зажиганием составляет от 20 до 30%, дизельный двигатель может обеспечить 35-40%".
Далее. КПД заряда литиевого аккумулятора по информации из Интернета: "КПД литий-железо-фосфатных аккумуляторов составляет 96%, срок службы в среднем 3000-5000 циклов в зависимости от производителя". Так ли это на самом деле?
КПД электростанций: "у большинства угольных ТЭС коэффициент полезного действия (КПД) невысокий — 35-40%". Про солнечные панели, ветроэлектростанции пока умолчим.
Также нужно учитывать потери при передаче электроэнергии потребителям.
Итого где получается бОльший КПД при сжигании единицы топлива на километр?
Прошу привести расчеты.