Znajdź zawartość

Naukowcy z prestiżowego Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologicznego (ETH) w Zurichu rozważają koncepcję hybrydowego silnika pneumatycznego. Jego główne zalety to zużycie paliwa porównywalne z hybrydami elektrycznymi przy jednoczesnych mniejszych kosztach produkcji silnika. Obecnie najpopularniejszą alternatywą dla silników spalinowych są hybrydy spalinowo-elektryczne. Pozwalają one zaoszczędzić paliwo, jednak same w sobie są znacznie droższe, wymagają używania ciężkich i drogich akumulatorów oraz mają bardziej skomplikowaną budowę niż same silniki spalinowe. Z tych też powodów profesor Lino Guzzella, który specjalizuje się w termotronice, nie sądzi, by hybrydy spalinowo-elektryczne były jedynym możliwym rozwiązaniem. Proponuje on zastosowanie pojemników ze sprężonym powietrzem w miejsce akumulatorów jednostki elektrycznej. W pewnych sytuacjach, np. podczas uruchamiania samochodu lub bezpośrednio po zmianie biegu, samochód byłby napędzany sprężonym powietrzem. Później silnik otrzymywałby tradycyjne paliwo. Co prawda system kontroli przełączania pomiędzy sprężonym powietrzem a paliwem też byłby skomplikowany, jednak współczesne komputery i zaawansowane algorytmy z łatwością by sobie poradziły z zadaniem. Zespół konstruktorów pracujących pod kierunkiem Guzzelli skonstruował już testowy silnik, znacznie zmniejszając samą jednostkę. Zwykle silniki samochodowe mają moc nawet 150 koni mechanicznych i więcej, jednak przeciętnie podczas jazdy wystarcza moc 30 koni. Dlatego też naukowcy zmniejszyli sam silnik i zredukowali liczbę cylindrów z czterech do dwóch. By jednak zaspokoić wymagania konsumentów do silnika dołożono mechanizm turbodoładowania. Wstępne testy wykazały, że wydajność takiego silnika jest o 18 do 24% wyższa, niż tradycyjnego urządzenia. Jako, że urządzenie pompuje i spręża powietrze podczas hamowania, odzyskując w ten sposób część energii, z wyliczeń wynika, że w jeździe miejskiej zużycie paliwa może być do 50% niższe. Co prawda oszczędności nie są aż tak duże, jak w zaawansowanych hybrydach paliwowo-elektrycznych, jednak biorąc pod uwagę fakt niższych kosztów produkcji silnika Guzzelli, nowy silnik może być interesującą alternatywą, szczególnie w krajach rozwijających się. Cena silnika spalinowo-pneumatycznego będzie wyższa od ceny silnika spalinowego jedynie o 20%. Tymczasem hybrydy spalinowo-elektryczne są droższe o 200%. Pracami Guzzelli zainteresowało się już kilka koncernów motoryzacyjnych. Jednak, dopóki nie minie kryzys finansowy, trudno oczekiwać, by zainwestowały one w nowe linie produkcyjne i nowe modele samochodów.

Georgianne Peek i Steve Bauer, naukowcy zatrudnieni w Sandia National Laboratories, uważają, że by obniżyć wysokie ceny energii należy sięgnąć pod ziemię. Ale nie po ropę czy gaz, ale po... skompresowane powietrze. Zaproponowali oni stworzenie systemu przechowywania energii w formie sprężonego powietrza (CAES - Compressed Air Energy Storage). Ich pomysł wygląda na banalnie prosty. W okresach zmniejszonego poboru (np. wieczorami, w czasie weekendów) wytworzoną energię można przechowywać tłocząc powietrze w znajdujące się pod ziemią formacje geologiczne. W momencie gdy pobór energii wzrasta, powietrze to można by wykorzystać do napędzania turbin generatorów. Uczeni mówią, że wówczas co prawda nadal trzeba będzie spalać paliwa kopalne, by napędzać generatory, ale wspomożenie się sprężonym powietrzem pozwala na zmniejszenie zużycia paliw aż o 50%. Koncepcja przechowywania energii w formie sprężonego powietrza jest znana od 30 lat. Jednak nie rozpowszechniła się na szerszą skalę. CAES ma w tym pomóc. Sandia National Laboratories otrzymało od Departamentu Energii pieniądze na stworzenie w stanie Iowa elektrowni Iowa Stored Energy Park (ISEP). Jest ona współfinansowana przez miasta w stanach Iowa, Minnesota i obu Dakotach. Będzie to elektrownia typu CAES, zdolna do przechowania energii wystarczającej jej do 50-godzinnej pracy. ISEP skorzysta z faktu, że w stanie Iowa istnieją bardzo dobre warunki do tworzenia elektrowni wiatrowych. ISEP będzie odbierało nadmiar energii z już istniejących elektrowni i tłoczyło pod ziemię sprężone powietrze. Specjaliści oszacowali, że dzięki temu miejscowości korzystające z ISEP wydadzą każdego roku około 5 milionów dolarów mniej na zakupy energii. Nowa elektrownia ma rozpocząć pracę najpóźniej w 2012 roku. Systemem CAES jest zainteresowanych coraz więcej ośrodków. Peek podaje przykład stanu Nowy Meksyk, gdzie bardzo często wieje w nocy. Wytworzona wówczas energia jest w dużej mierze marnowana, gdyż nie ma jej kto odebrać.

Największy hinduski producent samochodów podpisał umowę, której celem jest wyprodukowanie pojazdu poruszającego się dzięki... sprężonemu powietrzu. Koncern Tata Motors zawarł porozumienie z francuską firmą MDI. Jej właścicielem jest były inżynier Formuły Jeden, który przez 10 lat pracował nad silnikiem na sprężone powietrze. Prototypowy MDI Air Car korzysta z zewnętrznego kompresora powietrz oraz wewnętrznego kompresora działającego dzięki paliwu. Pojazd docelowy, który chcą stworzyć Tata i MDI ma kosztować około 23 000 złotych. W tej cenie otrzymamy samochód, który po zatankowaniu paliwa za kwotę 1,5 euro przejedzie 300 kilometrów. Maksymalna prędkość pojazdu wyniesie 60 km/h jeśli będzie używał on tylko sprężonego powietrza i 200 km/h, jeśli wykorzysta jednocześnie sprężone powietrze i benzynę. Wynika z tego, że nowe samochody mogłyby niemal całkowicie zlikwidować problem zanieczyszczeń komunikacyjnych w miastach. Prototypowy samochód zbudowany został z pianki oraz włókna szklanego i pomyślnie przeszedł testy zderzeniowe. Zbiornik mieści 90 metrów sześciennych powietrza sprężonego pod ciśnieniem 300 barów. Został on wyprodukowany przez Airbusa. Z powodzeniem przechodzi on testy zderzeniowe i, w przypadku kolizji, szybko i bezpiecznie obniża się w nim ciśnienie. Firma MDI nie chce zdradzić szczegółowych zasad działania swojego silnika. Obiecuje, że zrobi to, gdy wejdzie on do seryjnej produkcji.