Компания Еberspaеcher разработала инновационный генератор на топливных элементах, который работает на обычной солярке и может производить до 3 кВт дешевого электричества. Эту систему предлагается сделать основным источником тока в грузовом автомобиле, но область ее применения гораздо шире.
В современных грузовиках имеются разнообразные потребители электричества: обогреватели, кондиционеры, аудио- и видеосистемы, приборы внутреннего освещения и т. д. Все они требуют электропитания - и в режиме движения, и во время стоянок.
Но всем известно, что генератор и аккумуляторная батарея имеют ограниченные возможности. Разработка компании Eberspaecher способна решить эту проблему: работающая на топливных элементах система Diesel fuell-cell APU (сокращение от Auхilary Power Unit) позволяет вырабатывать электроэнергию за счет преобразования дизельного топлива, получаемого из системы питания грузовика, причем эксплуатационные затраты в данном случае минимальны. Как результат, эта система экологически более безопасна (с точки зрения объемов вредных выбросов в атмосферу) и производительнее (более чем на треть) обычных генераторов с традиционными видами привода.
Схема бортовой сети:
A. Потребители. B. Генератор обеспечивает питание потребителей при работающем двигателе. C. Батарея заряжается от генератора и fuell-cell APU. D. Компактная энергетическая установка вырабатывает электричество как в режиме движения, так и во время стоянки.
Система fuel-cell APU, преобразующая дизельное топливо в электроэнергию, полностью независима от двигателя и может работать не только на стоянке, но и в режиме движения, снимая нагрузку со штатного генератора и тем самым снижая вредные выбросы. Такую возможность инженеры Eberspaecher предусмотрели. В отличие от большинства имеющихся на сегодняшний день подобных отраслевых решений, работающий от топливных элементов электрохимический генератор не только не загрязняет окружающую среду, но и работает без механических потерь.
Коэффициент полезного действия APU Eberspaecher достигает 40 %, максимальная выходная мощность - до 3 кВт. Электронная система управления APU автоматически регулирует производительность установки, что делает ее еще более экономичной. В результате расходуется на 50 % меньше топлива. По сравнению с традиционным дизель-генератором, выбросы сопоставимого электрохимического источника энергии на 90 % меньше.
Принцип работы Diesel fuell-cell APU:
A. Подача свежего воздуха. B. Конвертация жидкого топлива в газ. C. Блок топливных элементов. D. Дожигатель отработавших газов. E. В теплообменнике воздух доводится до нужной кондиции. F. Отработавшие газы отправляются в реформер для нейтрализации.
Топливные элементы могут быть разного типа. Специалисты Eberspaеcher выбрали для своего APU высокотемпературные топливные ячейки, которые могут генерировать электричество из газообразного топлива. Работает это следующим образом. Дизельное топливо, поступающее из фильтра тонкой очистки, направляется в так называемый реформер, где превращается в горючий газ. Далее этот газ поступает в ячейки топливных элементов, куда также подается заранее подготовленный для всех необходимых реакций воздух. В конечном итоге топливный конвертер выделяет электрическую энергию, причем с минимальными потерями. Подробности химического процесса не сообщаются. Известно только, что технология, необходимая для такого рода конвертации, основывается на ключевых решениях Eberspaecher - ноухау, применяемого в области смесеобразования для работы автономных жидкостных подогревателей (воздушных - Airtronic и жидкостных - Hydronic), а также технологий нейтрализации отработавших газов, например таких, которые используются в грузовиках стандарта Евро-6.
Электрификация тяжелых грузовых автомобилей является важнейшим аспектом снижения вредных выбросов, в том числе выбросов CО2 в транспортном секторе. Решение Eberspaecher - система fuel-cell APU органично вписывается в эту экологическую стратегию будущего.
Энергетическая установка на основе топливных элементов открывает путь для дальнейшего развития применения оборудования коммерческих транспортных средств с электрическим приводом. Многие агрегаты, приводимые в действие двигателем, - насос охлаждающей жидкости, гидравлический насос или компрессор - могут в будущем приводиться электродвигателями, получающими электроэнергию от высокоэффективного генератора на топливных элементах. К слову, некоторые из таких решений уже предлагаются на рынке. В качестве примера приведем систему Varioserv от компании ZF Lenksysteme (ныне принадлежит Bosch).
Даже компрессор кондиционера, сегодня соединенный с двигателем, плюс вспомогательная система охлаждения могут быть подключены к бортовой сети автомобиля и работать как в движении, так и на парковке, утверждают инженеры Eberspaecher. Преимущество такого решения - мощность двигателя расходуется непосредственно на транспортную работу, а значит, снижается расход топлива и повышается эффективность эксплуатации транспортного средства. Другой существенный плюс связан с меньшей емкостью аккумулятора, что влечет за собой снижение снаряженной массы автомобиля. А еще, поскольку батарея большую часть времени находится в заряженном состоянии, ее ресурс значительно повышается.
Премьера инновационного концепта fuell-cell APU состоялась на выставке IAA 2014 в Ганновере. Выйти на рынок с серийным продуктом компания планирует в конце 2017 года. Для старта, по всей видимости, будет выбрана Северная Америка, где этому генератору может найтись более широкое применение. В частности, его не сложно будет адаптировать под стационарную мини-электростанцию для загородного дома или фермы.
Стоит отметить, что компанией Eberspaecher внедрено немало уникальных разработок за последние годы. Так, например, в 2013-м году вышел в серию Hydronic 2 Comfort - предпусковой подогреватель двигателя, который сейчас является самым быстрым во всем мире. Еще на два года раньше была выпущена в производство система подназванием Active Sound, позволяющая уменьшать выхлопные шумы благодаря использованию особой технологии "Антизвук". Системы для дожигания компонентов отработавших газов, которые дают возможность дизельным двигателям соответствовать экологическим стандартам Евро-6, также были разработаны и внедрены компанией Eberspacher. В новых топливных элементах APU компания планирует уже сейчас продолжить эту серию инновационных решений.
Фото: eberspacher.com
Автопарк
