HΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΚΟΥΤΕΡ: ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ – ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

 Το πάθος, οι συγκινήσεις και η χαμένη αποτελεσματικότητα

Παρακαλούνται οι λάτρεις των επιδόσεων να περάσουν με μικρά πηδηματάκια στο πίσω μέρος της αίθουσας… Όταν μιλάμε για πάθος και συγκινήσεις σίγουρα δεν μπορούμε, προς το παρόν, να μιλήσουμε για ηλεκτρικούς κινητήρες καθημερινής χρήσης ή εκτός αν αναφερθούμε σε κάποιες ειδικές και ακριβές αγωνιστικές κατασκευές για πίστες ταχύτητας (Bramo, ΗΠΑ) για αγώνες dragster (Lawless, HΠΑ) ή χρήσης χώματος (KTM Freeride, Αυστρία). Τα ηλεκτρικά οχήματα και τα σκούτερ δεν προσφέρουν έντονες συγκινήσεις, αντίθετα χαρακτηρίζονται σαν ήπιας απόδοσης, είναι σχετικά ακριβά και έχουν μικρή αυτονομία. ΚΕΙΜΕΝΟ: ΒΑΣΙΛΗΣ ΑΝΤΖΟΥΛΑΤΟΣ

 Όπως αναφέρθηκε πρόσφατα σε έγκυρο ιταλικό περιοδικό, το 1899 το ρεκόρ ταχύτητας οχήματος εδάφους κατείχε το δίτροχο Jamais Contente – με ηλεκτρικό κινητήρα παρακαλώ – που σημείωσε τελική 105,88 χ.α.ω. Από τότε έχει περάσει παραπάνω από ένας αιώνας και όλη η μηχανολογική εξέλιξη έπεσε πάνω στους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ας μην απατώμεθα, επιλογή ήταν να χρησιμοποιείται πετρέλαιο και τα παράγωγά του, όχι αναγκαιότητα. Εννοείται επίσης πως η επιλογή αυτή πήγαινε και πηγαίνει αγκαλιά με τα συμφέροντα των πολυεθνικών εταιριών πετρελαιοειδών, οι οποίες στηρίζουν και ελέγχουν μεγάλα μερίδια της παγκόσμιας οικονομίας και επομένως του τρόπου παροχής ενέργειας.

Μια μέρα όλα τα δίτροχα θα είναι ηλεκτροκινούμενα; Το πιθανότερο ναι…

ΟΙ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ

Το πιο σημαντικό εξάρτημα πάνω στα σκούτερ με “εναλλακτικό”, καθαρό, ηλεκτρικό κινητήρα είναι η μπαταρία. Η μπαταρία που είναι το εξάρτημα που αποθηκεύει την ενέργεια, με την οποία τροφοδοτεί τον κινητήρα έτσι ώστε να την μετατρέψει σε κίνηση.

Η μπαταρία ή οι μπαταρίες πρέπει να προσφέρουν μια λογική αυτονομία χιλιομέτρων και ικανοποιητικό χρόνο ζωής, πριν εξαντλήσει το δυναμικό της (δηλαδή την ικανότητά της να επαναφορτίζεται).

Όλες οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες έχουν ημερομηνία λήξης, μετά από την οποία χάνουν τη δυνατότητα να συσσωρεύσουν ενέργεια. Δεν μπορούν να φορτίζονται και να αποφορτίζονται δια παντός, γιατί το υλικό κατασκευής τους εμφανίζει “κόπωση”.

Με ημερομηνία λήξης είναι οι μπαταρίες. Δεν μπορούν να επαφορτίζονται δια παντός…

Οι σύγχρονες μπαταρίες (και οι πιο συνηθισμένες) που είναι ιόντων λιθίου (και άλλων μετάλλων, πολυμερών, σιδήρου, κ.λπ.) έχουν 5 φορές περίπου παραπάνω ζωή απ’ ότι οι μπαταρίες μολύβδου, του πρόσφατου παρελθόντος.

Υπάρχουν σήμερα εξελιγμένες τεχνολογικά μπαταρίες υψηλού κόστους όμως, που φορτίζουν σε 30 μόλις λεπτά. Στο μέλλον θα δούμε την τεχνολογία των μπαταριών να εξελίσσεται, αλλά το πόσο γρήγορη ή πιο αργή θα είναι αυτή η εξέλιξη, είναι καθαρά θέμα χρηματοδότησης των ερευνών και επένδυσης πάνω στην εξέλιξη τους.

Αν θέλετε και την ευρύτερη άποψη, η εξέλιξη των ηλεκτροκινητήρων και της τεχνολογίας των μπαταριών – που είναι ίσως ο σημαντικότερος τομέας πάνω σε ένα ηλεκτροκίνητο σκούτερ – είναι θέματα που αφορούν τα συμφέροντα μεγάλων πολυεθνικών εταιριών περισσότερο και λιγότερο της επιστήμης, της έρευνας και της τεχνολογίας, οι οποίες ελέγχονται κατά ένα μεγάλο βαθμό από τις πρώτες.

ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ

Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σύμφωνα με υπολογισμούς εκμεταλλεύεται την ενέργεια της βενζίνης, το δυναμικό της, μόνο κατά 30% περίπου!

Αυτό σημαίνει πως το 70% της ενέργειας του καυσίμου χάνεται στο περιβάλλον ανεκμετάλλευτη, άκαυστη, αφού έχει αναλωθεί στις εσωτερικές, μηχανικές τριβές του κινητήρα και μετατρέπεται κυρίως σε άχρηστη, απολεσθείσα θερμική ενέργεια.

Δαπανηρό έτσι; Όχι, αφού η βενζίνη είναι φθηνό είδος και μέχρι πρόσφατα υπήρχε σε αφθονία στη φύση.

Μετά από μερικές δεκαετίες οι θερμικοί κινητήρες θα αποτελούν απομεινάρι ενός “βρώμικου” παρελθόντος; Ίσως…

Οι ηλεκτροκινητήρες αντίθετα εκμεταλλεύονται το 80 με 90 τοις εκατό της ενέργειας που τους προσφέρεται, χάνοντας το υπόλοιπο ποσοστό και πάλι στην – σαφώς μικρότερη – παραγωγή θερμότητας.

Οι ηλεκτροκινητήρες τύπου brushless (δηλαδή: κινητήρας συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες) ανεβάζουν ταχύτατα στροφές, με ελάχιστες απώλειες λόγω τριβών, χωρίς να είναι υποχρεωμένοι να κινήσουν και να “σύρουν” πιστόνια πάνω σε χιτώνια, αποδίδοντας μάλιστα ταχύτατα τη μέγιστη ροπή τους με το άνοιγμα του γκαζιού/διακόπτη τους.

Κινητήρας συνεχόμενου ρεύματος χωρίς ψήκτρες. Μικρός, μαζεμένος, αποτελεσματικός

Επίσης – με αυτό τον τρόπο – δεν υποχρεώνονται να χρησιμοποιούν κιβώτιο ταχυτήτων, ένα εξάρτημα πολύπλοκο, ενεργοβόρο και ακριβό στην κατασκευή, που “κλέβει” και αυτό με τη σειρά του μέρος της ενέργειας που παράγεται από τον κινητήρα.

Οι δυνατότητες των ηλεκτροκινητήρων έναντι των κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι πολύ μεγαλύτερες συνολικά. Μένουν να εξερευνηθούν από την επιστήμη τους ερευνητές και τους μηχανολόγους και να περάσουν στην παραγωγή για χρήση από τους απλούς καταναλωτές. Όταν έρθει η ώρα…

ΤΟ ΒΑΡΟΣ

Σημαντικός παράγοντας είναι το βάρος, αφού η αντιστοιχία απόδοσης μπαταρίας και βενζίνης είναι η εξής: ένα λίτρο βενζίνης αποδίδει όσο 15-20 κιλά μπαταρίας. Από την άλλη ένα ηλεκτροκίνητο σκούτερ ή μοτοσυκλέτα δεν έχει ανάγκη από τα εξής εξαρτήματα: Πιστόνια, χιτώνια, ρεζερβουάρ καυσίμου, μίζα, αλτερνέιτορ, συμπλέκτη, κιβώτιο ταχυτήτων, εξάτμιση και σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου. Η δουλειά όλων των παραπάνω σε ένα ηλεκτρικό όχημα καλύπτονται από την μπαταρία και μόνον!

Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που έχουν να αντιμετωπίσουν και να λύσουν με τον καλύτερο τρόπο οι μηχανικοί-σχεδιαστές δίτροχων είναι η κατανομή μαζών. Σε αντίθεση με αυτό που λανθασμένα επαναλαμβανόταν – και επαναλαμβάνεται δυστυχώς και σήμερα, ακόμα κι από “γνώστες” του χώρου – το ζητούμενο δεν είναι να κατέβει το κέντρο βάρους μιας δίτροχης κατασκευής όσο το δυνατόν χαμηλότερα… για να βελτιωθεί η οδική του συμπεριφορά.

Το σημαντικότερο είναι να συγκεντρωθούν οι μάζες σε συγκεκριμένο σημείο (ή όσο το δυνατόν κοντύτερα στο ιδανικό) έτσι ώστε το βάρος, οι μάζες να μπορούν να ελέγχονται ευκολότερα, ταχύτερα και ασφαλέστερα από τον αναβάτη.

Ηλεκτρικό, πρωτότυπο της BMW. Διακρίνεται η συγκέντρωση του βάρους και της μάζας σε μια περιοχή. Στην περίπτωση αυτή είναι και χαμηλά τοποθετημένες οι μπαταρίες

Έτσι οι μηχανικοί που σχεδιάζουν ένα δίτροχο ιδανικά θα ήθελαν όλα τα εξαρτήματα ενός κινητήρα να είναι συγκεντρωμένα σε ένα ενιαίο, τμήμα-κομμάτι με αντίστοιχα συγκεντρωμένο το βάρος του και όχι απλωμένο “από δω κι από κει” πάνω στο δίτροχο. Το τελευταίο “σύνδρομο” παρατηρείται στους κινητήρες εσωτερικής καύσης (αλλού η κεφαλή, αλλού το κιβώτιο, ο στρόφαλος, κ.λπ.). Η δουλειά αυτή γίνεται πολύ πιο εύκολη όταν έχουμε να κάνουμε με μπαταρίες, των οποίων η μάζα (άρα και το βάρος) είναι συγκεντρωμένη σε ένα και μόνο κομμάτι,

Οι μπαταρίες συμβάλλουν στο να δημιουργηθεί ένα σκούτερ/μια μοτοσυκλέτα ισορροπημένη, γεγονός που οδηγεί στη σταθερότητά και το καλό κράτημα. Επιπρόσθετα υπάρχει πλεονέκτημα στον τρόπο απόδοσης των ηλεκτρικών κινητήρων που δεν είναι αυξομειούμενος, αφού στους κινητήρες εσωτερικής καύσης τα πιστόνια στη μία φάση λειτουργίας τους παράγουν έργο και στην επόμενη ανεβοκατεβαίνουν “άσκοπα”, φρενάροντας την κίνηση, μέχρι την επόμενη φάση της καύσης/έργου.

Την προοδευτική απόδοση των ηλεκτρικών κινητήρων, δεν μπορούν να την πετύχουν οι συμβατικοί

Αντίθετα οι ηλεκτροκινητήρες παράγουν έργο προοδευτικά και συνεχόμενα, με ροή, αδιάκοπα, χωρίς νεκρές φάσεις, πετυχαίνοντας έτσι κατά την οδήγηση καλύτερη έξοδο από τις στροφές με προβλέψιμη απόδοση σε όλη την κλίμακα λειτουργίας του κινητήρα. Το τελευταίο δεν συμβαίνει στους συμβατικούς κινητήρες που εμφανίζουν “τρύπες”, δηλαδή φάσεις-περιοχές χαμηλότερης απόδοσης – πέρα από τις φάσεις παραγωγής έργου – γεγονός που αλλάζει διαρκώς την πρόσφυση του ελαστικού σε σχέση με την άσφαλτο. Καλύτερη λοιπόν η κατανομή βάρους των ηλεκτρικών, καλύτερη η οδική συμπεριφορά, πιο προβλέψιμες αντιδράσεις, ασφαλέστερα κατά τις εξόδους των στροφών.

 Ο ΘΟΡΥΒΟΣ

Ο ήχος που εκπέμπει ένας κινητήρας είναι από τους λόγους που πολλοί από εμάς οδηγούμε μοτοσυκλέτες… Αυτό ισχύει ακόμα και στα σκούτερ, απλά σκεφτείτε πόσοι αλλάζουν τις εξατμίσεις των εργοστασίων με εμπορίου, για να “ακούνε τον ήχο του κινητήρα”, πολλές φορές με εξαιρετικά αποτελέσματα (δεν μιλώ συγκεκριμένα για πολλά ντεσιμπέλ, αλλά για ωραίο, μπάσο, βαθύ ήχο που εντυπωσιάζει και προσφέρει ικανοποίηση στον χρήστη).

Μια καλοφτιαγμένη εξάτμιση που παράγει δυνατό και ωραίο θόρυβο αποτελεί φετίχ για πολλούς

Η δίτροχη κουλτούρα έχει στηθεί πάνω στον ήχο που εκπέμπουν οι κινητήρες εσωτερικής καύσης: τελείως διαφορετικό χαρακτήρα προσάπτεις σε ένα υστερικό δίχρονο κινητήρα 50 κυβικών, άλλη για ένα βαρύ, ρυθμικό θόρυβο ενός μεγάλου δικύλινδρου κινητήρα. Με τους νόμους περί θορύβου των οχημάτων να γίνονται συνεχώς αυστηρότεροι, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης δυσκολεύονται ολοένα να προσαρμοστούν και να περάσουν τα όρια.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες δεν αντιμετωπίζουν κανένα πρόβλημα στον τομέα της ηχορύπανσης, γιατί είναι σχεδόν αθόρυβοι, άρα πιο αποδεκτοί κοινωνικά (θετική αντιμετώπιση) στο ευρύτερο κοινό και άμεσα προσαρμόσιμοι στις αυστηρές νομοθεσίες θορύβου… Κι όλα αυτά χωρίς να χρειάζεται να κάνουν τίποτε. Στην παραπάνω εξίσωση προσθέστε και το γεγονός πως η εξάτμιση ενός συμβατικού κινητήρα χρειάζεται αλλαγή (βλ. κόστος) μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, στοιχείο που απουσιάζει από τα ηλεκτρικά οχήματα.

Που είναι η εξάτμιση; Πουθενά, είναι ηλεκτρικό το σκούτερ… είναι και αθόρυβο

ΥΒΡΙΔΙΚΑ

Υπάρχουν διάφορες “ενδιάμεσες” προτάσεις, όπως το MP3 Hybrid της Piaggio, οι οποίες χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς κινητήρες σε συνδυασμό με κινητήρες βενζίνης και αυτό συμβαίνει για ένα λόγο κυρίως: η αυτονομία που προσφέρουν οι ηλεκτροκινητήρες είναι – λόγω της τεχνολογίας των μπαταριών όπως είπαμε και πιο πάνω – μειωμένη. Τα υβριδικά αποτελούν το υποχρεωτικό, ενδιάμεσο στάδιο στο πέρασμα από τους συμβατικούς, προς στους ηλεκτρικούς κινητήρες και σίγουρα στην παρούσα φάση αποτελούν μια αναγκαία ενδιαφέρουσα πρόταση.

Πάνω σε ένα υβριδικό ακόμα κι αν ξεμείνεις από ηλεκτρική ενέργεια, έχεις στη διάθεσή σου έναν συμβατικό κινητήρα που θα συνεχίσει να σε μεταφέρει, έστω κι αν έχεις να κάνεις με αρκετά μεγαλύτερο συνολικό βάρος (βλ. δύο κινητήρες) της κατασκευής που χρησιμοποιείς.

Όταν η τεχνολογία των μπαταριών φτάσει σε επίπεδα υψηλής απόδοσης και αυξημένης αυτονομίας η ανάγκη για χρησιμοποίηση υβριδικών οχημάτων θα εκλείψει.

Νομίζω οτι γίνεται σαφές. Όλοι οι παραπάνω λόγοι συνηγορούν στο πασιφανές: οι ηλεκτρικοί κινητήρες, είτε το θέλουμε, είτε όχι είναι το μέλλον. Τώρα το “πότε θα γίνει αυτό και με τι είδους μοντέλα” είναι μια ερώτηση που είναι δύσκολο να απαντηθεί με ακρίβεια. Η τεχνολογία, η εξέλιξη και η μείωση του κόστους των κατασκευών, οι πρακτικές ανάγκες του σύγχρονου ανθρώπου της πόλης, αλλά και η ωριμότητα των καταναλωτών έχουν τον τελευταίο λόγο… Β. Α. 

Δύο κινητήρες, δύο τεχνολογίες συνδυάζει το Piaggio MP3 Hybrid, που παρουσιάστηκε το 2009. Ηλεκτρικός κινητήρας και κινητήρας εσωτερικής καύσης μαζί, σε ένα υβριδικό δέσιμο