Pi-концепция электроснабжения электромобилей и автономных энергосистем
С каждым годом выпускается всё больше машин на электрической тяге и это не просто тренд развития автомобильной индустрии, а трансформация всей отрасли мобильности. Не только крупнейшие автомобильные концерны активно наращивают выпуск электромобилей, на их выпуск ориентируются новые стартапы.
Интересные цифры по развитию сектора электромобильности приведены в обзоре Wood Mackenzie, опубликованном 11.08.21: «к 2050 году электромобили на аккумуляторных батареях станут доминирующим видом автомобильного транспорта, на них будет приходиться 56% всех продаж автомобилей в этом году. Наши исследования показывают, что в 2050 году мы увидим 875 миллионов электромобилей, 70 миллионов электромобилей для коммерческих перевозок и 5 миллионов автомобилей на топливных элементах. Таким образом, к середине века общее количество автомобилей с нулевым уровнем выбросов в эксплуатации достигнет 950 миллионов».
Однако, подобное утверждение об экологической чистоте выпускаемых сейчас электромобилей видится весьма спорным: в первую очередь, экологичность определяется тем, каким образом получена электроэнергия для их зарядки. Если электроэнергия произведена при сжигания ископаемого топлива, то такие электромобили можно считать псевдоэкологическими. В этом контексте электромобили, в принципе, только условно можно назвать экологически чистыми. Ставки на электромобильность в перспективе можно делать исключительно при условии генерации электроэнергии без углеродного следа. В настоящее время об этом речи быть не может, учитывая небывалый подъем цен на ископаемое топливо.
Правильнее было бы сказать, что выпускаемые сейчас электромобили – это стартовая стадия процесса трансформации от автотранспорта c ДВС к транспорту без углеродного следа, но даже в этой начальной фазе переход на электромобили целесообразен в двух случаях:
- Автомобили заряжаются электроэнергией, добываемой без углеродного следа, от зарядных станций или от общей электросети.
- Электромобиль сам генерирует электрический ток.
Наибольший интерес представляет второй вектор развития электромобильности.
Действующих прототипов, которые могли бы пойти в массовое производство, в настоящее время не существует. Никола Тесла создал такой электромобиль, но конструкция его доподлинно не известна, однако его работа показала, что сама идея создания электромобиля, который способен получать электроэнергию от окружающих полей излучений и не нуждается в зарядке от линий централизованного электроснабжения, является технически осуществимой, и над решением этой задачи работает множество изобретателей.
На сегодняшний день из прессы известно, что наиболее близко к технической возможности создания такого электромобиля подошла немецко-американская компания Neutrino Energy Group, которая разработала концепцию электромобиля Pi-Car со встроенными в его корпус Neutrinovoltaic источниками постоянного тока.
Neutrinovoltaic источники электроэнергии – собственная инновационная разработка компании, создавшей наноматериал, преобразовывающий энергию окружающих полей излучений и других энергетических полей, включая нейтрино, в постоянный электрический ток. Необходимо отметить, что немецкие учёные во главе с научным руководителем и Президентом компании Holger Thorsten Schubart пришли к идее создания такого материала, можно сказать, спонтанно, в процессе экспериментов с материалами в целях увеличения кпд солнечных панелей. Добавляя те или иные элементы в материал, учёные отмечали нестабильность его поведения, заключающуюся в увеличении колебаний атомов материала. Такое поведение материалов дало толчок к дальнейшим исследованиям. Многолетние эксперименты и тестирования были успешно завершены созданием электрогенерирующего наноматериала, состоящего из чередующихся слоёв графена и кремния с послойным добавлением легирующих элементов, наносимых на одну сторону металлической фольги.
Holger Thorsten Schubart: «Толщина наноматериала очень важна, так как именно при используемой нами толщине достигаются максимальные колебания атомов графена. Графен относится к 2D материалам, но проявляет признаки 3D материалов. Внешние воздействия энергетических полей, включая поток нейтрино, суммируясь с собственным броуновским движением атомов, приводит к их повышенным колебаниям, которые обусловлены структурой гексагональной кристаллической решётки, вызывают «графеновую волну» или рябь, которую можно наблюдать в микроскоп с сильным разрешением. Добавление легирующих элементов заставляет электроны графена течь в одном направлении. Изучая тематические научные публикации, мы нашли объяснение этому явлению в опубликованных материалах Массачусетского технологического института: эффект заключался в том, что физики называют «косым рассеянием», когда облака электронов отклоняют свое движение в одном направлении.
Под энергетическими полями мы понимает воздействие: нейтрино, антинейтрино, электросмог, терагерцевое излучение и другие электромагнитные излучения, природу которых мы можем сегодня ещё не знать. Генерируемая мощность зависит и от температуры, и это очень важный параметр. Каждый водитель знает, что в солнечную погоду корпус автомобиля нагревается, и эта энергия пропадает впустую. В нашем же случае температура приведёт к увеличению колебаний атомов графена и, как следствие, увеличению генерируемой мощности тока. Сегодня мы достигли следующих технических характеристик: 1 м3 плотноупакованных электрогенерирующих пластин будет давать мощность около 36 кВт при комнатной температуре 23,7°.
Генерирующие пластины, после нанесения наноматериала на одну из сторон металлической фольги, имеют 2 полюса: сторона с наноматериалом становится плюсом, а без наноматериала минусом, что позволяет соединять отдельные электрогенерирующие пластины последовательно друг с другом методом прессования, образуя электрогенерирующие ячейки, которые в свою очередь соединяются друг с другом последовательно и/или параллельно для достижения необходимых показателей по току и напряжению.
Так как энергетические поля не зависят от погодных условий и времени суток, то электрогенерация происходит 24 часа в сутки 365 дней в году в базовом режиме. В электрическую схему включена небольшая аккумуляторная батарея, но её емкость не требует такой величины, как в выпускаемых сейчас электромобилях. Её роль заключается в стабилизации тяговой мощности, также мощность от батареи будет использоваться при старте, при форсированных режимах и режимах, когда генерируемой мощности будет недостаточно при движении. Генерация тока происходит вне зависимости, едет электромобиль или стоит. Когда электромобиль не движется, генерируемая энергия идёт на зарядку аккумулятора.
Большой недостаток, выпускаемых в настоящее время электромобилей:
• Необходимость строительства дорогостоящей инфраструктуры.
• Необходимость увеличения централизованной электрогенерации, что в настоящее время дополнительно увеличивает выбросы парниковых газов в атмосферу.
• Необходимость значительного увеличения выпуска аккумуляторных батарей большой ёмкости, что требует увеличения добычи дорогих и крайне вредных материалов для их производства. Это ведёт к необходимости организации дополнительной переработки отработавших свой срок больших аккумуляторных батарей. Именно поэтому Минпромторг России планирует с 1 января 2022 года увеличить налог на утилизацию электромобилей сразу в 14.4 раза, с 32,6 тыс. рублей до 288 тыс. рублей.
Концепция Pi-Car электромобиля от компании Neutrino Energy Group, корпус которого будет «собирать» электроэнергию из окружающего пространства, лишена большинства вышеперечисленных недостатков выпускаемых с настоящее время электромобилей. Это даёт основание утверждать о появлении электромобилей Pi-Car принципиально нового поколения, превосходящих по эксплуатационным характеристикам существующие и даже планирующиеся к производству электромобили, которые устареют, не дожидаясь начала их производства.
Название Pi-Car запатентовано компанией Neutrino Energy Group во всем мире как торговый бренд и означает не только бесконечность движения, но и бесконечность генерации энергии для электроприборов (Pi für NEUTRINO Power Cube), которые будут снабжаться энергией абсолютно автономно за счёт небольших энергетических ячеек.
Компания Neutrino Energy Group главе с Holger Thorsten Schubart осваивает новые производственные мощности в Германии по выпуску электромобилей и реконструирует имеющиеся производственные площадки под проект, связанный с выпуском PI-Car электромобилей и производства Neutrinovoltaic источников тока. Сегодня сложно прогнозировать дату выпуска первого опытного образца Pi-Car электромобиля, но несомненно, что первые и решающие шаги для внедрения новой Pi-технологии (π-технологии), реализующей самые смелые представления о бесконечной «зелёной» энергии для нас, живущих сегодня и для будущих поколений, уже сделаны.
Comments