กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

รถยนต์ไฟฟ้าแบบใช้ตัวเก็บประจุ

รถยนต์ ไฟฟ้าแบบใช้ตัวเก็บประจุ เป็น รถยนต์ ที่ใช้ ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (เรียกอีกอย่างว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวด) เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้า [ 1 ]

รถยนต์ไฟฟ้าแบบใช้ตัวเก็บประจุ

เครื่องบินHiger Capabus ที่ดำเนินการโดยGSP Belgrade

รถยนต์ไฟฟ้าแบบใช้ตัวเก็บประจุเป็นรถยนต์ที่ใช้ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (เรียกอีกอย่างว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวด) เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้า[ 1 ]

ข้อมูล ณ ปี 2010อัลตร้าคาปาซิเตอร์ที่ดีที่สุดสามารถเก็บพลังงานได้เพียงประมาณ 5% ของพลังงานที่ แบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนแบบชาร์จได้สามารถเก็บได้ ทำให้ระยะทางในการชาร์จแต่ละครั้งจำกัดอยู่ที่เพียงไม่กี่ไมล์เท่านั้น ซึ่งทำให้ไม่มีประสิทธิภาพในการใช้เป็นสื่อเก็บพลังงานทั่วไปสำหรับรถยนต์โดยสาร แต่อัลตร้าคาปาซิเตอร์สามารถชาร์จได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ มาก ดังนั้นในยานพาหนะเช่นรถโดยสารที่ต้องหยุดบ่อยๆ ณ จุดที่ทราบซึ่งสามารถจัดหาอุปกรณ์ชาร์จได้ การเก็บพลังงานโดยใช้อัลตร้าคาปาซิเตอร์ เพียงอย่างเดียว จึงเป็นไปได้[ 2 ]

คาปาบัส

รถ Capabus กำลังชาร์จไฟที่ป้ายรถเมล์
คาปาบัสใน Kai Tak ฮ่องกง

ประเทศจีนกำลังทดลองใช้รถโดยสารไฟฟ้าแบบใหม่ที่เรียกว่า " คาพาบัส " ซึ่งวิ่งได้โดยไม่ต้องใช้สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ อย่างต่อเนื่อง (ในฐานะยานพาหนะอัตโนมัติ) โดยใช้พลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบสองชั้นขนาด ใหญ่ (EDLC) บนตัวรถ ซึ่งจะได้รับการชาร์จอย่างรวดเร็วทุกครั้งที่รถจอดที่ป้ายรถเมล์ ใดๆ (ใต้สิ่งที่เรียกว่าร่มไฟฟ้า ) และชาร์จจนเต็มในสถานีปลายทาง

มีการทดสอบ ต้นแบบจำนวนหนึ่งในเซี่ยงไฮ้ในช่วงต้นปี 2548 ในปี 2549 เส้นทางเดินรถโดยสารเชิงพาณิชย์สองเส้นทางเริ่มใช้รถโดยสารไฟฟ้าแบบตัวเก็บประจุสองชั้น (capabuse) โดยหนึ่งในนั้นคือเส้นทางที่ 11 ในเซี่ยงไฮ้[ 3 ]ในปี 2552 บริษัท Sinautec Automobile Technologies [ 4 ]ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองอาร์ลิงตัน รัฐเวอร์จิเนียและบริษัท Shanghai Aowei Technology Development Company [ 5 ] ซึ่งเป็นพันธมิตร ใน ประเทศจีน ได้ทดสอบรถโดยสาร Ultracap Buses จำนวน 17 คัน ที่มีที่นั่ง 41 ที่นั่ง ให้บริการในเขตมหานครเซี่ยงไฮ้ตั้งแต่ปี 2549 โดยไม่มีปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญใดๆ[ 6 ]อย่างไรก็ตาม ในช่วงงาน Shanghai Expo ปี 2553 รถโดยสารซูเปอร์คาปาซิเตอร์จำนวน 40 คัน ถูกนำมาใช้สำหรับบริการรถโดยสารพิเศษของงาน Expo และเนื่องจากซูเปอร์คาปาซิเตอร์ร้อนเกินไป รถโดยสารบางคันจึงเสีย[ 7 ]รถบัสในโครงการนำร่องเซี่ยงไฮ้ผลิตโดยบริษัท Foton America Bus Company ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองเจอร์มันทาวน์ รัฐเทนเนสซี[ 8 ]ณ ปี 2013 มีการส่งมอบรถบัสอีก 60 คันในปีถัดมาพร้อมกับอัลตร้าคาปาซิเตอร์ที่ให้พลังงาน 10 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม

รถโดยสารมีเส้นทางที่คาดเดาได้ง่ายมากและต้องหยุดทุกๆ3 ไมล์ (4.8 กม.)หรือน้อยกว่านั้น ทำให้สามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็วที่สถานีชาร์จที่ป้ายรถเมล์ ตัวเก็บรวบรวมบนหลังคารถโดยสารจะยกขึ้นไม่กี่ฟุตและสัมผัสกับสายชาร์จเหนือศีรษะที่ป้ายรถเมล์ และภายในเวลาไม่กี่นาที แบตเตอรี่อัลตร้าคาปาซิเตอร์ที่เก็บไว้ใต้เบาะรถโดยสารก็จะถูกชาร์จจนเต็ม รถโดยสารยังสามารถดักจับพลังงานจากการเบรกได้ และบริษัทกล่าวว่าสถานีชาร์จสามารถติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ได้ มีการวางแผนผลิตภัณฑ์รุ่นที่สามซึ่งจะให้ ระยะทาง 20 ไมล์ (32 กม.)ต่อการชาร์จหนึ่งครั้งหรือมากกว่านั้น[ 2 ]  

Sinautec ประมาณการว่ารถโดยสารของตนมีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพียงหนึ่งในสิบของรถโดยสารดีเซล และสามารถประหยัดค่าเชื้อเพลิงตลอดอายุการใช้งานได้ถึง 200,000 ดอลลาร์ รถโดยสารเหล่านี้ใช้ไฟฟ้าลดลง 40% เมื่อเทียบกับรถโดยสาร ไฟฟ้าแบบใช้ไฟฟ้า โดยส่วนใหญ่เป็นเพราะมีน้ำหนักเบากว่า ตัวเก็บ ประจุยิ่งยวดทำจากถ่านกัมมันต์และมีความหนาแน่นของพลังงาน 6 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม (สำหรับการเปรียบเทียบ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประสิทธิภาพสูงสามารถทำได้ 200 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม แต่รถโดยสารตัวเก็บประจุยิ่งยวดมีราคาถูกกว่ารถโดยสารแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประมาณ 40% และมีความน่าเชื่อถือมากกว่ามาก) [ 2 ] [ 6 ]

นอกจากนี้ยังมี รุ่น ปลั๊กอินไฮบริดที่ใช้ตัวเก็บประจุพิเศษอีกด้วย

RATPบริษัทของรัฐที่บริหารจัดการระบบขนส่งสาธารณะส่วนใหญ่ ของ ปารีสกำลังทำการทดสอบโดยใช้รถบัสไฮบริดที่ติดตั้งอัลตร้าคาปาซิเตอร์ รุ่นที่เรียกว่าLion's City HybridผลิตโดยMAN ผู้ผลิตจาก เยอรมนี[ 9 ]

GSP Belgradeของเซอร์เบียได้เปิดตัวเส้นทางรถบัสสายแรกที่ดำเนินการโดยรถบัสซูเปอร์คาปาซิเตอร์จากผู้ผลิตชาวจีนHiger [ 10 ]รถบัสไฟฟ้าอัลตร้าคาปาซิเตอร์ (UC) ที่ยั่งยืนคันแรกได้รับการนำเสนอโดยบริษัท Chariot Motors ในสหภาพยุโรปและโซเฟียประเทศบัลแกเรียในปี 2014 โครงการนำร่อง 18 เดือนประสบความสำเร็จและได้รับการตอบรับที่ดีจากสาธารณชน รถบัส UC ได้รับการทดสอบโดยห้องปฏิบัติการที่มีชื่อเสียงของเยอรมนี Belicon GmbH และได้รับการกำหนดให้เป็นหนึ่งในยานพาหนะที่มีการใช้พลังงานต่ำที่สุดอย่างมีประสิทธิภาพ จากความสำเร็จของโครงการนำร่อง เมืองหลวงของบัลแกเรีย – โซเฟีย (หนึ่งในเมืองที่มีมลพิษมากที่สุดในยุโรป) ได้เลือกใช้รถบัสไฟฟ้า UC เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการขนส่งในเมืองที่เป็นนวัตกรรมและเหมาะสม บริษัท Stolichen Elektrotransport ผู้ให้บริการขนส่งสาธารณะในโซเฟีย ได้นำรถโดยสารไฟฟ้า Cariot - Higer 12m UC จำนวน 45 คัน มาให้บริการ โดย 15 คันในปี 2020 และอีก 30 คันในปี 2021 รถโดยสารไฟฟ้าเหล่านี้ติดตั้งแบตเตอรี่ UC ขนาด 40 kWh และวิ่งในเส้นทางหมายเลข 6, 60, 11, 73, 74, 84, 123 และ 184 โดยมี ระยะทางเฉลี่ย 11 กิโลเมตรต่อเที่ยว

ในเมืองกราซประเทศออสเตรีย สาย 50 และ 34E ดำเนินการโดยมีการชาร์จไฟระหว่างทางสั้นๆ โดยใช้ซูเปอร์คาปาซิเตอร์EDLC ขนาด 24–32 kWh [ 11 ]

พนักงานเก็บเงินปัจจุบันประจำป้ายรถเมล์

แพนโทกราฟและ ตัวเก็บ กระแสไฟฟ้าที่จ่ายไฟระดับพื้นดินถูกรวมเข้าไว้ในป้ายรถเมล์เพื่อชาร์จรถเมล์ไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กกว่าบนรถเมล์ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงาน[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

รถไฟใต้ดินและรถราง

ในรถไฟใต้ดินหรือรถรางฉนวนที่จุดสับรางอาจตัดกระแสไฟฟ้าออกจากรถเป็นระยะทางไม่กี่ฟุตตามแนวราง และใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพื่อเก็บพลังงานในการขับเคลื่อนรถไฟใต้ดินผ่านฉนวนในสายจ่ายไฟ[ 16 ]

รถรางหนานจิงรุ่นใหม่ใช้เทคโนโลยีซูเปอร์คาปาซิเตอร์ โดยมีอุปกรณ์ชาร์จอยู่ที่แต่ละป้ายหยุดแทนที่จะใช้สายส่งไฟฟ้าแรงสูงแบบต่อเนื่อง สายแรกเริ่มให้บริการในปี 2557 รถรางผลิตโดยCSR Zhuzhouตามที่ผู้ผลิตระบุ รถรางเหล่านี้เป็นรถรางพื้นต่ำคันแรกของโลกที่ขับเคลื่อนด้วยซูเปอร์คาปาซิเตอร์อย่างสมบูรณ์[ 17 ]รถรางที่คล้ายกันหลายคันได้รับการสั่งซื้อสำหรับ สาย รถรางกวางโจวเช่นกัน[ 17 ]

การประจำการอื่นๆ

ในปี พ.ศ. 2544 และ พ.ศ. 2545 VAGผู้ ให้บริการ ขนส่งสาธารณะในเมืองนูเรมเบิร์กประเทศเยอรมนีได้ทดสอบรถบัสไฮบริดที่ใช้ ระบบขับเคลื่อน ดีเซลไฟฟ้าพร้อมตัวเก็บประจุไฟฟ้าสองชั้น[ 18 ]

ตั้งแต่ปี 2003 Mannheim Stadtbahn ในเมือง Mannheimประเทศเยอรมนี ได้ให้บริการรถไฟฟ้ารางเบา (LRV) ซึ่งใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้าสองชั้นเพื่อเก็บพลังงานจากการเบรก[ 19 ] [ 20 ]

บริษัทอื่นๆ จากภาคการผลิตระบบขนส่งสาธารณะกำลังพัฒนาเทคโนโลยีตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบสองชั้น: แผนก Transportation Systems ของSiemens AGกำลังพัฒนาระบบจัดเก็บพลังงาน แบบเคลื่อนที่ โดยใช้ EDLC ที่เรียกว่า Sibac Energy Storage [ 21 ]และ Sitras SES ซึ่งเป็นรุ่นแบบติดตั้งอยู่กับที่ที่รวมเข้ากับระบบจ่ายไฟข้างราง[ 22 ] Adetel Groupได้พัฒนาระบบประหยัดพลังงานของตนเองชื่อ "NeoGreen" สำหรับ LRV, LRT และรถไฟฟ้าใต้ดิน[ 23 ] บริษัท Cegelec ก็กำลังพัฒนาระบบจัดเก็บพลังงานแบบ EDLC เช่นกัน[ 24 ]

Proton Power Systems ได้สร้าง รถยกแบบไฮบริดสามชั้นคันแรกของโลกซึ่งใช้เซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่เป็นแหล่งเก็บพลังงานหลัก โดยมี EDLC เป็นตัวเสริม[ 25 ]

Nanotecture [ 26 ] ซึ่งเป็นบริษัท ที่แยกตัวออกมาจากมหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตันได้รับเงินทุนสนับสนุนจากรัฐบาลเพื่อพัฒนาซูเปอร์คาปาซิเตอร์สำหรับรถยนต์ไฮบริด บริษัทนี้เตรียมรับเงิน 376,000 ปอนด์จาก DTI ในสหราชอาณาจักรสำหรับโครงการที่มีชื่อว่า "ซูเปอร์คาปาซิเตอร์รุ่นต่อไปสำหรับการใช้งานในรถยนต์ไฮบริด" โครงการนี้ยังเกี่ยวข้องกับJohnson Mattheyและ HILTech Developments ด้วย โครงการนี้จะใช้เทคโนโลยีซูเปอร์คาปาซิเตอร์เพื่อปรับปรุงรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม

การพัฒนาในอนาคต

Sinautec กำลังหารือกับSchindall จากMIT เกี่ยวกับการพัฒนาอัลตร้าคาปาซิเตอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้นโดยใช้โครงสร้าง นาโนทิวบ์คาร์บอน ที่เรียงตัวในแนวตั้ง ซึ่งจะทำให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้นสำหรับการกักเก็บประจุ ปัจจุบันพวกเขาสามารถเพิ่มความหนาแน่นพลังงานได้เป็นสองเท่าของอัลตร้าคาปาซิเตอร์ที่มีอยู่ แต่พวกเขากำลังพยายามเพิ่มให้ได้ประมาณห้าเท่า ซึ่งจะสร้างอัลตร้าคาปาซิเตอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานหนึ่งในสี่ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน[ 27 ]

การพัฒนาในอนาคตจะรวมถึงการใช้ระบบชาร์จแบบไร้สายใต้ถนน เพื่อหลีกเลี่ยงการเดินสายไฟเหนือศีรษะ โดยจะ ติดตั้ง แท่นชาร์จไว้ใต้ป้ายรถเมล์ แต่ละแห่ง และที่สัญญาณไฟจราจร ทุกจุด ตลอดเส้นทาง

การแข่งรถ

FIA ซึ่งเป็นหน่วยงานกำกับดูแลการแข่งขันรถยนต์ หลายรายการ ได้เสนอในกรอบข้อบังคับระบบขับเคลื่อนสำหรับฟอร์มูล่าวัน เวอร์ชัน 1.3 เมื่อวันที่ 23 พฤษภาคม 2550 ว่าควรมีการออกข้อบังคับระบบ ขับเคลื่อนชุดใหม่ที่รวมถึงระบบขับเคลื่อนไฮบริดที่มีกำลังไฟฟ้าขาเข้าและขาออกสูงสุด 200  กิโลวัตต์ โดยใช้ "ซูเปอร์แบตเตอรี่" ที่ทำจากทั้งแบตเตอรี่และซูเปอร์คาปาซิเตอร์[ 28 ]

แบตเตอรี่อัลตร้า

อัลตร้าคาปาซิเตอร์ถูกใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าบางประเภทเพื่อเก็บพลังงานที่พร้อมใช้งานอย่างรวดเร็วด้วยความหนาแน่นของพลังงาน สูง เพื่อรักษาแบตเตอรี่ให้อยู่ในขอบเขตความร้อนต้านทานที่ปลอดภัยและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่[ 29 ]อัลตร้าแบทเทอรีรวมซูเปอร์คาปาซิเตอร์และแบตเตอรี่ไว้ในหน่วยเดียว สร้างแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ต้นทุนต่ำลง และมีกำลังมากกว่าเทคโนโลยีปัจจุบันที่ใช้ใน รถยนต์ ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก (PHEV)

ดูเพิ่มเติม

  • รถโดยสารไฟฟ้าที่ชาร์จไฟได้ขณะที่คุณก้าวเข้าไปข้างใน

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ รถยนต์ไฟฟ้าแบบใช้ตัวเก็บประจุ

รถยนต์ ไฟฟ้าแบบใช้ตัวเก็บประจุ เป็น รถยนต์ ที่ใช้ ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (เรียกอีกอย่างว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวด) เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้า [ 1 ]

คาปาบัส

ประเทศจีน กำลังทดลองใช้รถโดยสารไฟฟ้าแบบใหม่ที่เรียกว่า " คาพาบัส " ซึ่งวิ่งได้โดยไม่ต้องใช้ สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ อย่างต่อเนื่อง (ในฐานะยานพาหนะอัตโนมัติ) โดยใช้พลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บ ประจุไฟฟ้าแบบสองชั้นขนาด ใหญ่ (EDLC) บนตัวรถ...

พนักงานเก็บเงินปัจจุบันประจำป้ายรถเมล์

แพนโทกราฟ และ ตัวเก็บ กระแสไฟฟ้าที่จ่ายไฟระดับพื้นดิน ถูกรวมเข้าไว้ใน ป้ายรถเมล์ เพื่อชาร์จรถเมล์ไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กกว่าบนรถเมล์ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงาน [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

รถไฟใต้ดินและรถราง

ใน รถไฟใต้ดิน หรือ รถราง ฉนวน ที่ จุดสับรางอาจตัดกระแสไฟฟ้าออกจากรถเป็นระยะทางไม่กี่ฟุตตามแนวราง และใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพื่อเก็บพลังงานในการขับเคลื่อนรถไฟใต้ดินผ่านฉนวนในสายจ่ายไฟ [ 16 ]