Автономное электричество: как правильно выбрать систему энергоснабжения.

Содержание

Автономное электроснабжение дачи и коттеджа на основе инвертора

Для организации автономного электроснабжения дачи с домиком сезонного проживания, частного дома или коттеджа часто применяют солнечные электростанции с аккумуляторными батареями высокой емкости. Такая система обеспечивает бесперебойное электропитание потребителей независимо от того, имеется ли основной источник электроснабжения или нет. Рассмотрим особенности автономного электроснабжения на основе солнечных электростанций, и какую роль в оборудовании играют инверторы.

Особенности и принцип работы солнечной электростанции для дачи и коттеджа

Все солнечные электростанции делятся на 3 типа:

  • Сетевые. Вырабатывающаяся электроэнергия поступает во внутреннюю сеть, а при её нехватке для потребителей происходит отбор из промышленной сети.
  • Автономные. Подключение к промышленной сети отсутствует. Вырабатываемое электричество питает потребителей, а избытки энергии накапливаются в аккумуляторных батареях. Питание в темное время суток осуществляется от АКБ.
  • Гибридные. Днем питание осуществляется от электроэнергии, полученной от солнечных панелей, способствуя снижению электропотребления из промышленной сети. В случае отключения основного источника питания электричество поступает уже от АКБ.

Автономные или гибридные системы состоят из PV модулей (фотоэлектрические панели), контроллера, блока аккумуляторных батарей, инвертора. Преобразованная в электричество энергия солнечного света через контроллер направляется на АКБ, после чего с инвертора переменным током на все потребители (например, дверной замок). Для автономных или гибридных систем используются необслуживаемые GEL аккумуляторы.

Для эффективной работы автономных солнечных электростанций требуется строгое соответствие нескольким условиям:

  • Установка PV панелей на крыше или стене дома, коттеджа или на отдельно стоящем каркасном сооружении. Солнечные панели должны быть установлены под определенным углом и направлены на юг, во избежание больших потерь энергии.
  • Быстрый доступ к панелям для очистки от загрязнений, снега в зимнее время.
  • Достаточное количество панелей и аккумуляторных батарей для бесперебойного снабжения основных потребителей электроэнергии (освещение, телевизор, холодильник и пр.).

Частые отключения электроэнергии на даче или в доме

Если используется гибридная солнечная электростанция, есть возможность питания от промышленной сети или имеется только промышленная сеть, а установка PV панелей нецелесообразна, но при этом часто встречаются отключения электричества на несколько часов, то решить проблему поможет система резервирования на основе инвертора.

Принцип работы инверторного ИБП следующий:

  1. При наличии основного источника питания ток не поступает на АКБ (нет буферного режима, срок службы аккумулятора увеличивается).
  2. Если происходит отключение электричества, то цепь питания автоматически переключается на резерв – постоянный ток из АКБ через инвертор преобразуется в переменный, и поступает на потребителей.
  3. При возобновлении основного электроснабжения происходит обратное переключение цепи.
  4. В солнечную погоду PV модули преобразуют энергию света в электричество, которое через контроллер поступает на блок АКБ для их подзарядки.
  5. После заряда аккумуляторов ток на них не поступает, электроэнергия, получаемая от солнечных батарей, поступает к потребителям вместе с электричеством из промышленной сети (гибридная система).

Инверторный источник бесперебойного питания позволяет решить проблему с частыми отключениями электроэнергии в дачных или коттеджных поселках. При выборе подходящего варианта для работы совместно с солнечной электростанцией учитывают пиковую потребляемую мощность, частоту и продолжительность отключений электричества (влияет на время резервирования, количество аккумуляторных батарей в блоке).

Системы резервирования могут успешно применяться не только с солнечными электростанциями, но и с ветрогенераторами. Можно подобрать решение для резерва на время вплоть до 24-48 часов. Среди готовых источников бесперебойного питания на основе инвертора есть варианты на 1-3 кВт, а также на 5-10 кВт и выше, что позволит обеспечить электричеством дачу или коттедж с большим количеством одновременно работающих потребителей тока.

Обратите внимание, долговечность системы зависит от условий эксплуатации.

Необслуживаемые AGM аккумуляторы, используемые в в источниках бесперебойного питания, прослужат до 8-10 лет при хранении в нормальных условиях.

В циклическом режиме (то есть при частых циклах заряда-разряда и глубокого разряда) может наблюдаться выход АКБ из строя уже через 3-5 лет.

Автономное электричество для частного дома, на даче, квартиры своими руками

Сегодня мы поговорим про автономное электричество, какое оно бывает, как оборудовать дом таким источником электроэнергии, как проводить подбор оптимальных систем. И самое главное, «стоит ли овчинка выделки».

Особенности подключения к сетям ЛЭП

Без электричества сейчас трудно представить комфортабельное жилье. Благодаря ему жилище освещается, обогревается, выполняется готовка пищи, и нагрев воды. Вот только далеко не всегда есть возможность обеспечить электричеством жилье, особенно если дом находится далеко от города.

Многим владельцам загородных домов и дачных участков, особенно если они находятся далеко от цивилизации, приходится решать вопрос с энергообеспечением дома.

Самым распространенным решением является подключение дома к сетям ЛЭП, однако они далеко не везде имеются или же ближайшая линия находится на приличном удалении от дома.

В таком случае обеспечение электричеством дома может оказаться очень дорогим удовольствием. Ведь придется согласовывать вопросы по поставкам этого источника энергии с соответствующими органами, оплачивать установку подстанции и опор ЛЭП для подведения к дому.

И особенно неприятно то, что приобретаемое оборудование, причем за немалые деньги (подстанция, провода, опоры) перейдут на баланс местных энергосетей, то есть владельцем всего будут являться они, а владельцу дома еще придется и платить за поставки электроэнергии.

Поэтому такой вариант для многих может стать нецелесообразным, достаточно хлопотным и дорогостоящим.

Автономные источники электроэнергии

Второй вариант обеспечить загородный дом электричеством – использовать автономные источники энергообеспечения. Такими источниками могут стать ветер, солнце, вода и горючие материалы.

Используя автономное энергообеспечение, владелец дома становится полностью независимым в плане получения электроэнергии для потребления.

Не требуется никаких согласований, протяжки ЛЭП и т. д. Конечно, получение электроэнергии все равно будет связано затратами. И на начальном этапе они будут достаточно весомыми, поскольку необходимое оборудование стоит немало.

В дальнейшем необходимо еще и проведение обслуживания всех составляющих системы энергообеспечения, но в итоге все окупиться.

Коротко рассмотрим самые распространенные автономные источники электроэнергии.

Солнечные панели

Сейчас все большую популярность завоевывают солнечные источники электроэнергии. Суть такого источника проста – имеются полупроводниковые фотоэлементы, в которых при попадании на них солнечных лучей генерируется электрический заряд.

Количество вырабатываемой энергии напрямую зависит от площади фотоэлементов, поэтому они собираются в панели.

Панель площадью в 1 м. кв. способна выдать 100 Ватт мощности с напряжением 20-25 В.

Чтобы полностью обеспечить дом электричеством площадь панелей должна быть значительной.

Из положительных качеств такого источника электроэнергии является его долговечность, полная экологичность, бесшумность.

Панели требуют минимум обслуживания, а электроэнергия, выработанная ими, является полностью бесплатной и доступной.

Но есть и недостатки. Для обеспечения электроэнергии в необходимом количестве, площадь панелей может достигать значительных размеров, которые еще нужно и правильно расположить.

Энергия эта непостоянна. В солнечные дни панели будут работать с максимальным выходом, но бывают же и пасмурные дни. Поэтому общее количество выработанной электрической энергии зависит от того, сколько солнечных дней в году в регионе, где располагается дом.

Еще один недостаток, причем весомый – это стоимость панелей. Цена за каждый Ватт выработанной энергии составляет сейчас примерно 1,5 $, то есть только за панели, вырабатывающие 1 кВт электроэнергии, придется выложить 1,5 тыс. долларов. А еще потребуется покупать и остальное оборудование, необходимое для работы системы.

Также читайте как сделать освещение на солнечных батареях для дачи.

Ветроэлектрические установки

Вторая по популярности автономная система энергообеспечения – ветряная. Для получения электроэнергии используются ветрогенераторы.

По сути, это обычные генераторы, на ротор которых надеты лопасти. За счет ветра ротор вращается и происходит генерация электричества.

Из положительных качеств ветрогенераторов отмечается достаточно компактные размеры, относительная бесшумность работы, экологичность, долговечность. Также существует возможность самодельного изготовления такого генератора.

Но недостатков у ветряной системы больше. Первый из них – стоимость, обойдутся ветряные генераторы не дешево.

Учитывая то, что КПД ветрогенераторов невысокая, то для полного обеспечения дома электричеством, потребуется установка трех и более ветряков небольшой мощности или же одного, но достаточно производительного. И в обоих случаях затраты на приобретение будут значительными.

Опять же необходимо учитывать и климатические условия. В зонах, где средний годовой показатель скорости ветра не превышает 8 м/с, использовать ветрогенераторы будет нецелесообразно, поскольку они неспособны будут работать в оптимальном режиме.

Стоит также учитывать, что в дни полнейшего безветрия можно остаться без электричества, поэтому использовать ветряную автономную систему энергообеспечения лучше, если имеется резервный источник электроэнергии.

Читайте также:

Топливные генераторные установки

Резервным источником электроэнергии могут стать генераторы, работающие на жидком или газообразном топливе (бензин, дизтопливо, газ).

Здесь все просто: установка состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора. Двигатель вращает ротор, и генератор вырабатывает энергию.

Полностью автономной такую систему назвать нельзя, все-таки необходимо топливо, которое еще и дорожает постоянно. Но как резервный источник электроэнергии такие генераторные установки являются самыми оптимальными.

В случае, когда пасмурная погода стоит уже несколько дней или же наблюдается безветрие, всегда можно запустить генераторную установку для восполнения заряда батарей.

Из положительных качеств генераторных установок, работающих от топлива, отмечается постоянная доступность электроэнергии, такие установки сравнительно дешевые, они обеспечивают хороший выход энергии.

К недостаткам же их относится потребность в топливе, что обеспечивает постоянные затраты. Такие установки не могут работать длительный период, а двигатели внутреннего сгорания требуют технического обслуживания.

Также для использования генераторных установок необходимо отведение отдельного помещения и организацию отвода выхлопных газов, ну и, естественно, ни о какой экологичности и речи быть не может.

Гидроэлектростанции

Реже всего в качестве автономного источника питания используется гидроэлектростанция по одной простой причине, далеко не у всех возле дома протекает река или мощный ручей.

Суть работы такой станции заключается в том, что вода вращает лопасти турбины, за счет чего генератор вырабатывает электричество.

Положительные качества гидростанций таковы: стабильная подача энергии круглосуточно, поскольку вода в реке или ручье не замедляет скорость движения. Такие станции полностью экологичны, долговечны и практически не требуют обслуживания.

Главным же их недостатком является необходимость установки на берегу реки или возле ручья. При этом скорость движения воды должна быть высокая.

Гидростанция способна вырабатывать энергию и при медленном движении воды, но в таком случае река зимой будет покрываться льдом, и использовать станцию уже не получиться.

Большая же скорость воды будет являться гарантией того, что река или ручей не перемерзнут. Второй недостаток – стоимость станции.

И все же концепция обеспечения дома автономной системой энергообеспечения является перспективной и многие ею интересуются.

Выше мы рассмотрели основные виды источников электричества, но их одних недостаточно, чтобы в доме была электроэнергия.

Дополнительно стоит отметить, что эффективность любой автономной системы зависит от правильности расчетов.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить систему обогрева кровли и водостоков и это нужно учесть в расчетах.

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей. При этом важно их разделить.

Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.

Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.

Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.

Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.

Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности.

Монтаж солнечной батареи несложен.

Достаточно правильно выбрать место установки панелей, контроллера, АКБ и инвертора. Затем следует все правильно подсоединить.

Что касается техники безопасности при использовании такой системы, то сводится она к правильности размещения АКБ. Они хоть и являются герметичными и необслуживаемыми, но для них лучше отвести отдельное помещение, причем вентилируемое.

Важно обратить внимание на надежность крепления всех составных элементов, использование соответствующей проводки и правильности подключения элементов в систему.

Читайте также:

Ветряная система.

С расчетов начинается и установка ветрогенераторов. Все начинается с расчета суммарной мощности потребителей электроэнергии. Исходя из этого уже и подбирается комплект, включающий все необходимое – ветроэлектрическую установку (ВЭУ), контроллер, АКБ, инвертор и остальные комплектующие.

При использовании такой системы важно подобрать место установки ВЭУ. Ветряки при работе издают шум, хоть и несильный, поэтому рекомендуется их устанавливать на определенном удалении от дома.

Что касается безопасности, то здесь все сводится к правильному монтажу мачты ВЭУ, поскольку она достаточно высокая.

Далее же безопасность сводится к правильному подключению и эксплуатации системы.

Топливные генераторные установки.

Генераторные установки – самые простейшие по монтажу. После подсчета суммарного потребления электроэнергии просто подбирается необходимая по мощности станция, работающая на предпочтительном для владельца дома топливе.

Оборудуются генераторно-аккумуляторные-инверторные системы.

Но обычно такие станции продаются отдельно, поэтому придется правильно подобрать контроллер, комплект АКБ и инвертор.

При использовании такой системы условия безопасности строже, чем у других систем.

Во-первых, генераторную установку необходимо устанавливать в отдельном помещении.

Во-вторых, должна быть организована система отвода отработанных газов.

В-третьих, должна соблюдаться правильность хранения горючих материалов.

Системы энергообеспечения, в которых используется гидроэлектростанции, рассматривать не будем, поскольку они применяются редко.

Подбор оптимальной системы

Теперь немного о том, какую систему лучше использовать в разных случаях.

На дачном участке или загородном доме можно использовать любое автономное энергообеспечение. Все зависит от климатических условий.

В южных регионах, где много солнечных дней в году, предпочтительнее использовать солнечную систему энергообеспечения, в северных же районах – ветряную.

При этом лучше сразу делать комбинированную систему, чтобы имелся резервный источник питания, и для этого отлично подходят установки, работающие на топливе.

Что же касается городских условий, то для автономного обеспечения энергией квартиры подойдут только солнечная и ветряная системы, основные элементы которой (панели, ВЭУ) можно установить на крыше здания.

Другие же автономные системы в квартирных условиях использовать не получится.

Важно знать: Правила монтажа электропроводки в деревянном доме.

Подводим итог

Автономное электричество в доме является достаточно интересным решением. Но стоимость его пока достаточно высока, поэтому не всем будет по карману.

Но с другой стороны, при отсутствии подключения к промышленным ЛЭП, и больших расстояниях до цивилизации, лучше все же потратиться на автономное энергообеспечение, чем протянуть новую линию. Но в каждом отдельном случае хозяин дома принимает решение сам.

Автономное электроснабжение

Автономное электроснабжение – полная независимость от системы центрального электроснабжения. Осуществляется на базе современного газопоршневого генератора мощностью от 1 до 25 кВт, блока автоматического выбора и запуска источника питания (электросеть, генератор, инверторно-аккумуляторная система), инверторно-аккумуляторной системы.

Система автономного электропитания дома состоит из газопоршневого генератора, работающего на сжиженном газе, инверторно-аккумуляторного блока, блока автоматического управления электропитанием.

Газопоршневой генератор -  установка на базе двигателя внутреннего сгорания, работающего на сжиженном газе,  и электрогенератора. Генератор, использующий теплоту выхлопных газов, масла и охлаждающей жидкости для отопления дома или работы чиллеров системы кондиционирования, называется когенератором. Для более полного использования мощности генератора, генератор работает не только для питания электрической нагрузки дома, но и заряжает аккумуляторы мощной инверторно-аккумуляторной системы.

Инверторно – аккумуляторная система необходима для аккумуляции и выдачи вырабатываемой генератором избыточной мощности либо аккумуляции мощности электрической сети на случай выключения электричества. Для питания среднего дома достаточно инверторно-аккумуляторной системы с запасом мощности 9 кВт/часов и максимальной выдаваемой мощностью 8 кВт. При этом генератор может работать четыре часа в сутки, остальное время дом питается от запасенной аккумуляторами электроэнергии.

Электронный блок автоматического управления электропитанием – необходим для автоматического переключения на необходимый источник питания. Если есть напряжение в электросети, то дом питается от электросети и осуществляется зарядка аккумуляторов инверторно-аккумуляторного блока от сети. При пропадании напряжения в сети блок анализирует зарядку аккумуляторов и в случае ее достаточности переключается на питание сети дома от аккумуляторов и инверторного блока, преобразующего напряжение аккумуляторов в напряжение 220V 50 Гц. Когда аккумуляторы разряжаются автоматически запускается газопоршневой генератор, который работает на питание дома и зарядку аккумуляторов инверторно-аккумуляторного блока.  После зарядки аккумуляторов дом переходит на питание от инверторной системы, генератор выключается. В случае появления электричества в сети, генератор также отключается, подзарядка аккумуляторов и питание дома производится от сети.

Автономное электричество от солнечных батарей

Одной из главных проблем человечества сегодня является нехватка энергетических ресурсов.

Основным решением на данный момент является использование возобновляемых источников энергии, таких как ветер, вода и Солнце.

Наиболее доступными в этой области являются приспособления, направленные на получение электроэнергии от солнечного излучения.

Области применения

Долина солнечных батарей во Франции

Солнечная батарея – это фотоэлектрический генератор, который преобразует солнечное фотонное излучение в электричество.

(Фотон – элементарная частица электромагнитного излучения, например, солнечной радиации). Обычно батарею изготавливают в виде панелей.

Размеры могут быть самые разные, в зависимости от необходимых количества и мощности конечного продукта преобразования. Сегодня солнечные батареи используются даже для сувениров, имея размеры от нескольких см2.

Площади панелей могут достигать нескольких десятков м2, когда надо получать энергию мощностью в несколько десятков квт.

Началось конструирование солнечных батарей ещё в середине прошлого века, главным образом для нужд космонавтики. Первые спутники нуждались в автономном энергообеспечении, для этого наиболее всего подходил именно этот вид источника.

О современных разработках в области солнечной энергии можно узнать в этой в статье: https://teplo.guru/eko/solnechnyie-batarei-novogo-pokoleniya.html

Устанавливались солнечные панели на луноходах и марсоходах, а также на других космических аппаратах. Актуально всё это и сегодня, так как поиски других, более подходящих, вырабатывающих бóльшие мощности источников пока ещё не увенчались успехом.

Крупнейший в мире корабль на солнечных батареях Planet Solar Türanor

Не менее популярны солнечные батареи и на Земле. Здесь они имеют очень широкое применение, практически во всех сферах, где необходимо использование электричества.

Благодаря солнечным панелям обеспечиваются электроэнергией целые города, плавают суда и летают самолёты.

Автономное электроснабжение дома

Солнечные батареи на участке

Большую тенденцию приобрело переселение людей за город к благам природы и отсутствию цивилизации. Это влечёт за собой большие затраты, особенно это касается снабжения дома электроэнергией.

Хорошо, если переезжать в поселение, тогда можно совместными усилиями решить эту проблему и подключиться к центральному, чаще всего дорогостоящему, электричеству, сложив общие средства.

Подключение возможно и в более уединённых местах, но стоить будет ещё дороже. Потому многие сегодня решаются на установку солнечных батарей на территории своего участка, так как это в конечном итоге является наиболее выгодным предприятием с разных точек зрения.

Подробнее о выборе солнечных панелей для дачи здесь: https://teplo.guru/eko/solnechnaya-batareya-dlya-dachi.html

Разумно это всё же для местностей, где достаточно солнечного света для постоянной выработки энергии. Можно, конечно, воспользоваться солнечными аккумуляторами, но для этого потребуется больше места. К тому же и площадь солнечной батареи должна быть гораздо больше, чем в местности с большим освещением.

Разумеется, и стоить всё это будет дороже, и тогда следует уже подумать, стоит ли базировать автономное электроснабжение дома на солнечной энергии.
Стоит помнить и том, что солнечные батареи обладают хоть и доступной, но достаточно высокой стоимостью.

Совет специалистов: при покупке следует обращать внимание на страну производителя. Не стоит экономить, покупая у неизвестных китайских производителей, так как чаще всего они изготавливают товар сомнительного качества. Лучше обратить внимание на батареи западных компаний, пусть и произведены панели будут в Китае.

Солнечные панели на крыше дома

Чаще всего солнечные батареи устанавливают на крыши домов, что, несомненно, экономит пространство.

Особенностям создания автономного отопления посвящена данная статья: https://teplo.guru/sistemy/avtonomnoe-otoplenie-doma. html

Для этого склон крыши должен быть не менее 30⁰, лучше всего 45⁰. Стоит также позаботиться о том, чтобы удалить все объекты, создающие тени на установках.

Имейте в виду: необходимо помнить об укреплении кровли, потому как солнечные батареи имеют достаточно большой вес. Значительное давление оказывает и снег зимой.

Комплекты солнечных электростанций

Если созданы все условия для обустройства системы автономного электроснабжения, то можно выбрать один из следующих видов домашней электростанции:
  1. Автономные контуры солнечных генераторов. Их устанавливают для обеспечения энергией насосного оборудования. Имеют небольшие размеры и стоят недорого.
  2. Энергонезависимые установки с аккумуляторными батареями. Именно они чаще всего используются для автономного и полного энергоснабжения частных домов.
  3. Разного рода комбинации солнечных модулей с другими источниками энергии. Это могут быть ветровые и дизельные генераторы, также с центральными электросетями.

Следует внимательно учесть все факторы, влияющие на выбор того или иного вида солнечной электростанции.

Плюсы и минусы применения солнечных панелей

Положительные стороны:
  1. Экологичность. Несомненно, использование солнечной энергии не вызывает загрязнения природы, а также заменяет способы получения энергии, негативно влияющие на окружающую среду.
  2. Автономность. Возможность не зависеть от центрального энергоснабжения определённо является достоинством, особенно отдалённой местности.
  3. Доступная цена. Возможность воспользоваться этим плюсом предоставляется в том случае, если велико солнечное освещение в течение года. Помогает и совместное использование с другими источниками электроэнергии. В иных ситуациях покупка батарей может оказаться дорогостоящим, хоть и чаще всего окупаемым мероприятием.
  4. Долговечность. Качественные солнечные батареи имеют долгий срок годности (минимум 25 лет).
  5. Не занимают много места при установке солнечных панелей непосредственно на крышу дома.

Отрицательные стороны:

  1. Непрактичны при малом освещении.
  2. Несмотря на экологичность, солнечные батареи могут наносить вред окружающей флоре и фауне. Например, самая крупная солнечная электростанция в мире вызывает гибель птиц, пролетающих над ней. Но этот минус не относится к небольшим домашним электростанциям.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Автономное электроснабжение и отопление, проектирование и установка

  • Независимое электроснабжение

    Автономные солнечные электростанции

    Солнечные электростанции мощностью 5 -100 кВт на 220/380 В с Li-Ion аккумуляторами.


  • Экономия электроэнергии вашего дома и бизнеса

    Сетевые солнечные электростанции

    Проектирование и строительство под ключ сетевых энергосистем мощностью 3 кВт - 5 МВт.


  • Резервное электроснабжение

    Бесперебойное электроснабжение вашего дома

    Источники бесперебойного питания, оборудование, готовые комплекты, проектирование под ключ


  • Автономное отопление удалённых объектов

    Автономные модульные котельные

    Блочно - модульные котельные, контейнерное исполнение, оборудование, проектирование под ключ


  • Ветряные электростанции

    Ветрогенераторы

    Ветрогенераторы мощностью 10 - 60 кВт, проектирование под ключ


Не хотите платить за электричество и тепло? Хотите стать независимым от энергетических компаний? Тогда это к нам!


Проектирование и внедрение технологий с использованием возобновляемых источников энергии

Современные технологии, основанные на возобновляемых источниках энергии – умное решение проблемы обеспечения электричеством и теплом домов, дач, удалённых населённых пунктов, вахтовых посёлков, которые не имеют возможности быть подключёнными к энергетическим магистралям. Они предполагают внедрение солнечных электростанций, ветрогенераторов, котельных в контейнерном исполнении, тепловых насосов, солнечных коллекторов и водонагревателей в системы энергообеспечения в по всей России.

ООО «Группа Зелёные Технологии» использует «зелёные» технологии в создании энергосистем на основе оборудования, преобразующего солнечную, ветровую и геотермальную энергию в электричество и тепло, а это прежде всего автономность, независимость от традиционных источников энергии, растущих цен на энергоресурсы при оптимальном уровне финансовых вложений.

Мы предлагаем


Установку готовых решений и создание проектов любой сложности по отоплению, генерации солнечной электроэнергии, экономии энергии сети, для дома и бизнеса.


Проектирование и установка под ключ автономных электростанций для дома и коммерческого использования мощностью от 1,5 кВт до 100 кВт/ч и более, напряжением 220 В / 380 В на литевых Li-Ion аккумуляторах.


Проектирование и установка под ключ сетевых солнечных электростанций для дома мощностью от 3 кВт/ч, а так же масштабируемых систем любой мощности для коммерческого и промышленного применения


Проектирование и установка под ключ систем получения горячей воды с использованием излишков энергии солнечных электростанций, а так же на солнечных батареях и солнечных коллекторах


Проектирование и установка под ключ источников бесперебойного питания, увеличение выделенной электрической мощности


Проектирование и установка под ключ ветрогенераторных установок Российского производства для дома и коммерческого использования мощностью от 1 кВт до 60 кВт/ч, ветропарки от 100 кВт


Проектирование и установка под ключ котельных для жилых и не жилых помещений на тепловых насосах производства Японии, Финляндии, Германии


Проектирование и установка под ключ автономных модульных котельных в контейнерном исполнении на мощностью 25,0 кВт - 500,0 кВт для удалённых районов нашей страны


Проектирование и установка под ключ систем экономии топлива дизельных электростанций



Наши услуги

Специализируемся на услугах для частного и бизнес сектора. Подробнее можно узнать связавшись с нами по почте или телефону. Проконсультируем, ответим на вопросы и подготовим индивидуальное предложение.

Разработка проектов

Проект — это ваше техзадание, по которому мы осуществляем расчёт и подбор оборудования для оптимального решения задачи с минимальными инвестициями и максимальной эффективностью.

Каталог оборудования

Мы работаем с лучшими мировыми производителями оборудования, используемое в проектах по созданию систем электро- и теплообеспечения в частном и коммерческом секторе.

Монтаж и настройка

Мы утвердили проект, подобрали оборудование, осталось произвести его монтаж и наладку. Наши инженеры и монтажники выезжают на объект, устанавливают и настраивают оборудование.

Есть вопросы?
Есть идеи и вопросы, не знаете с чего начать? Закажите звонок — мы поможем.
Мы поймём вашу задачу, предложим лучший вариант её решения.

Задать вопрос

О компании


ООО "Группа Зелёные технологии"

Группа Зелёные технологии является преемником компании "Альтернативные источники энергии", работавшей на рынке возобновляемой энергетики с 2014 года.

Мы создаем современные решения для дома и работы, производства и бизнеса, расположенных вдали от городского комфорта и коммуникаций.

Технологии, которые мы внедряем,  дают новые возможности нашим клиентам, освобождают их время и ресурсы, делают их независимыми.

С 2018 г. наша компания является официальным представителем компании Fronius (Австрия), одного из мировых лидеров в солнечных технологиях и производстве инверторов для солнечных электростанций любого типа.


Автономное Электроснабжение для Домов и Предприятий в Одессе и Украине


Это были чаше всего фермерские хозяйства расположенные удалённо от централизованного электроснабжения, дачи в сельской местности, охотничьи и рыбацкие домики и, пожалуй, всё. Для них вопрос автономного электроснабжения был и есть безальтернативным.

На фоне тех событий, которые потрясают нашу страну, потребность в автономном электроснабжении стала гораздо больше и к «традиционным» потребителям этой услуги добавились новые категории:

  • частные дома — автономное электроснабжение дома; многоквартирные дома — автономное электроснабжение квартиры;
  • гостиницы и рестораны — автономные системы энергоснабжения;
  • малый и частный бизнес — автономные источники электроснабжения;
  • производственные предприятия — автономное электропитание;
  • медицинские учреждения — автономное энергоснабжение;
  • детские учреждения и общеобразовательные школы.

И, к сожалению это далеко не весь перечень лиц и компаний, для которых вопрос автономного электропитания стал ребром.

Мы хотим предложить несколько принципиальных подходов к поставленным задачам и помочь Вам сориентироваться в той массе вариантов, которые предлагает рынок автономной энергетики.

Автономная система электроснабжения квартиры

Для решения задачи автономного электроснабжения квартиры, достаточного минимального комплекта оборудования. Инвертор для дома + аккумуляторы. Более подробно про инверторы для дома описано на странице нашего сайта.

Автономная система электроснабжения дома

Для частного дома или дачи можно расширить спектр применяемого оборудования(автономные источники энергии) и помимо инвертора для солнечных батарей и аккумуляторов, установить сами солнечные батареи, которые, позволяя не только создавать резерв, накапливая автономную электроэнергию в аккумуляторах, но и генерировать электричество позволяя продлевать период автономного электропитания дома в разы.

Зеленый тариф для физических лиц на ПРОДАЖУ сгенерированной электроэнергии.

Автономные источники электроэнергии для малого и частного бизнеса, медицинских и детских учреждений

Для объектов, где потребляемая мощность относительно высока (7-15 кВт/час), целесообразно разбивать нагрузку на две не равные части. Нагрузку до 5 кВт/час разумно запитывать автономной энергией от системы солнечных батарей + инверторы для солнечных батарей + аккумулятор (описанную Выше). Для периодов, когда мощность потребления превышает 5 кВт/час целесообразно устанавливать дизель генератор с автоматическим запуском. Такое решение автономного энергоснабжения (солнечные батареи или дизельный генератор) эффективно в случае инсталляции оборудования по принципу «полная автономия» когда всё работает без участия человека.

Автономные системы энергоснабжения производственных предприятий

Для решения задач автономного электроснабжения при больших мощностях, разумно рассматривать два варианта: инвертор для солнечных батарей или купить дизель генератор большой мощности.

Как одна из возможностей – купить инвертор Schneider Electric. С его помощью можно решать вопросы автономного электричества мощностью от 5 кВт до 50 кВт в 1-но и 3х фазном режиме.

В качестве альтернативы — дизельные генераторы трехфазные для автономного электроснабжения мощностью от 12 кВт до 2000 кВт. Такие дизельные электростанции способны поддерживать полную автономию на Вашем объекте, в течение нескольких суток.

Зеленый тариф для юридических лиц на ПРОДАЖУ сгенерированной электроэнергии


Автономное электроснабжение квартиры, как его организовать

Автономное электроснабжение квартиры, как его организовать

Система автономного электроснабжения (система автономного электропитания, САП, САЭП) — совокупность источников и систем преобразования электрической энергии.

Когда в доме или в квартире гаснет свет, то не только пропадает связь с цивилизацией, но и продукты в холодильнике начинают портиться, особенно летом, особенно в южных регионах. У кого-то не газовая, а электрическая плита, не говоря уже о компьютере, телевизоре, электрочайнике и т. д. Это в полной мере ощутили на себе те, кто жил в 90-е годы. На территории России и СНГ в тот непростой период, то тут, то там, регулярно случались перебои с электроэнергией, и не редко целые городские кварталы спасались по вечерам лишь восковыми свечами.

И хотя лихие 90-е позади, кое-где и сегодня случаются порой перебои с электроснабжением. Эта проблема, конечно, решается применением современных источников бесперебойного питания (ИБП) или генераторов на жидком топливе. Но далеко не каждый домохозяин может позволить себе качественное автономное электроснабжение квартиры, не говоря уже о большом частном доме.

Тем не менее, в рамках данной статьи давайте рассмотрим возможности для автономной электрификации жилища, оценим приблизительные затраты в отношении различных вариантов, и начнем с элементарной стабилизации.

Как уберечься от перепадов сетевого напряжения

В простейшем случае можно обезопасить себя от перепадов напряжения зимой, когда горожане массово прибегают к электрическим обогревателям и водонагревателям, так что напряжение в сети то падает, то вновь подскакивает, и некоторое ваше оборудование может от этих скачков пострадать. Здесь спасет простейший релейный или симисторный стабилизатор. Для небольшой квартиры хватит стабилизатора на 5 кВт, который обойдется в 100 — 200 долларов.

Такой стабилизатор представляет собой устройство, где трансформатор мощностью 5 кВт имеет вторичную обмотку с несколькими ступенями, и как только напряжение на входе падает, на выходе реле переключается на часть вторичной обмотки с напряжением повыше. Если такой стабилизатор установить на подаче в квартиру, то от скачков напряжения вы свое жилище убережете.

Как защитить домашнюю сеть от перебоев

Для квартиры лучше всего подойдет источник бесперебойного питания, который будет накапливать электроэнергию в аккумуляторах, а когда электричество в сети пропадет — автоматически переключится на питание от этих заряженных аккумуляторов через инвертор. Если исходить из расчета 5 кВт на 3 часа автономного электроснабжения, что эквивалентно 1 кВт в течение 15 часов, то потребуется ИБП с блоком 12 вольтовых батарей на общую емкость 1250 А-ч.

Все вместе с инвертором обойдется хозяину жилища примерно в 2000 — 4000 долларов. Лучшие образцы ИБП работают в режиме on-line, то есть постоянно работают в режиме стабилизатора, пока питание в сети есть, при этом поддерживают батареи заряженными, и мгновенно переключаются на питание от батарей, когда электричество в сети пропадает.

Мощный ИБП спокойно сможет питать электрический котел (особенно если речь о частном доме) и бытовую технику квартиры на протяжении нескольких часов. В простейшем случае можно приобрести аккумуляторы, зарядное устройство и инвертор по отдельности.

Применение генераторов на сжигаемом топливе

Газовые, бензиновые и дизельные генераторы способны вырабатывать электроэнергию непрерывно, без необходимости прибегать к ее накоплению в форме заряда в аккумуляторах. Достаточно заправить бак бензином (или соляркой) или привинтить газовый баллон, - и электроснабжение восстановлено. Однако надо будет позаботиться об отводе выхлопных газов, ведь двигатель внутреннего сгорания их непременно будет выделять в процессе работы в немалом количестве. Кое-кто умудряется ставить работающий генератор на балкон.

Среди электрических генераторов на сжигаемом топливе есть разные модели. Одни с воздушным охлаждением, другие — с жидкостным. Генераторы с воздушным охлаждением доступнее всего по цене, компактны, неприхотливы в обслуживании, однако долго работать они не могут — перегреваются, и требуется время чтобы остыть.

Дизельные генераторы с жидкостным охлаждением способны работать длительно без перерывов и не перегреваются при этом, однако более громоздки, требуют особого профессионального монтажа. Лучше всего, если генератор оснащен системой автозапуска по сигналу о перебое в сети централизованного электроснабжения.

Бензиновый генератор дешевле всех, за 450 долларов можно приобрести 5 кВт генератор с баком на 22 литра. Одной полной заправки хватит, чтобы подавать к нагрузке активную мощность в 4 кВт на протяжении 10 часов. Часто бензиновые генераторы поддерживают работу на пропан-бутане.

Оптимизация автономного электроснабжения жилища

Достоинства и недостатки того или иного решения очевидны. ИБП отличается малыми габаритами, не создает много шума, не производит выхлопных газов, однако на длительное время он не рассчитан, разве что придется установить очень много батарей, что экономически не всегда выгодно.

Генератор на сжигаемом топливе будет работать, пока в баке есть топливо, но периодически его придется отключать, чтобы дать остыть. К тому же выхлопные газы и шум — очевидные недостатки такого генератора, не говоря уже о необходимости регулярного техобслуживания и дозаправки. Газовый генератор работает тише и выхлопа создает меньше, однако для его установки требуется разрешение от соответствующих органов.

Лучше всего организовать совместную автономную систему из топливного генератора и ИБП. Тогда батареи источника бесперебойного питания смогут питать потребители небольшой мощности: освещение, телевизор, холодильник, а бензиновый генератор можно оставить для питания котла или применять для экстренной дозарядки батарей ИБП в период времени, когда ИБП не используется активно.

Альтернативные решения

Если у вас есть балкон на солнечной стороне дома, то можно прибегнуть к альтернативному решению. Установить на балконе солнечную панель на 250-300 ватт, и пусть она заряжает батареи вашего источника бесперебойного питания. Такое решение кажется на первый взгляд весьма экзотичным, однако как вариант — тоже может пригодиться на крайний случай.

Если хотите сэкономить на покупке солнечной батареи, то ее при определенном творческом подходе можно собрать самостоятельно, покупка солнечных элементов на такую мощность обойдется вам в 100 — 150 долларов. Останется собрать контроллер заряда и подключить его к батареям вашего ИБП.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Великобритании разрабатывают технологию автономного ремонта оффшорных турбин. Инновационная методика предусматривает использование автономных судов, дронов и ползающих роботов.

По материалам: electrik.info.

Автономная власть - обзор

2 Теория

Формирование европейского государства было многомерным процессом, но большинство теорий государственного строительства по-прежнему одномерны. Таким образом, многофакторная трехуровневая теория государственного строительства, которая объединяет (а) микроуровень индивидов и групп, (б) мезоуровень политической системы и (в) макроуровень общества, представляет собой более многообещающее предложение (Reinhard 1992).

Государственное строительство начинается на микроуровне с корыстной жажды власти отдельных лиц, часто с конкурентного преимущества владения королевской властью.До существования государства как абстрактного института необходимая надличностная преемственность обеспечивалась династией. Династическое государственное строительство заключалось в устранении или, по крайней мере, в контроле над соперничающими обладателями автономной власти, начиная с догосударственной фазы истории - дворянством, церковью, городскими и сельскими общинами - с целью установления монополии на власть. Чтобы добиться успеха, династиям требовалась помощь правящих элит, которые в своих интересах сделали рост государственной власти своим делом. В конечном итоге адвокаты буржуазного происхождения оказались более квалифицированными для этой роли, чем члены церкви или дворянства, потому что, в отличие от последних, адвокаты обязаны своим статусом и властью служению монархам.

Глубокие изменения на мезоуровне политической системы явились результатом успешного использования войны, религии и патриотизма с целью расширения династической власти. Существовавшее ранее соперничество европейских монархов неизбежно росло вместе с их властью, потому что стало необходимо опережать своих соседей, расти за их счет и, в свою очередь, защищать себя от тех же целей.Следовательно, им требовались постоянно растущие армии и деньги во все возрастающем количестве, чтобы заплатить им. В решающей фазе своего роста современное государство было военным государством, которое расширило свои налогообложение, управление и аппарат принуждения, главным образом, для ведения войны.

Это привело к циклическому процессу, циклу принуждения-извлечения (Finer 1997) и, наконец, к внутренней и внешней монополии насилия. В конце концов, войну ведут только государства. Частные войны, такие как вендетты или вражды, восстания знати или народа, больше не были законными при могущественном военном и полицейском государстве.«Необходимость» в служении общему благу служила ключевым аргументом, узаконившим этот рост государственной власти. Но когда конкурирующие «конфессиональные» церкви после протестантской Реформации потеряли большую часть своей автономии в пользу государства - цену, которую пришлось заплатить за политическую защиту, - религия стала инструментом эмоциональной идентификации подданных со своей страной. «Католик» и «баварский», «польский» или «испанский» стали почти синонимами, с одной стороны, так же как «протестантский» и «английский», «прусский» или «шведский» - с другой.

Существенный вклад был внесен социальной и культурной средой на макроуровне. Во-первых, геоисторическая множественность Европы была стимулом для роста государственной власти через цикл принуждения и изгнания. Результатом стал стабильный плюрализм внутренне строго унитарных государств - исключительный случай во всем мире. Универсальные империи никогда не имели шанса в Европе; Священная Римская империя немцев была в лучшем случае первой среди равных. Но внутреннее единство не было реализовано до конца восемнадцатого, девятнадцатого, а в некоторых случаях даже двадцатого века.Долгое время большинство монархий состояло из нескольких частей с неравным статусом, таких как Кастилия и Арагон или Полония и Литва.

Повсюду монархам приходилось сталкиваться с мощной системой автономного местного дворянского правления, с одной стороны, с общенациональной сетью частично автономных городских и сельских общин, с другой, опять же с европейской спецификой. Кроме того, до Реформации Церковь считала себя независимым сообществом, в некотором смысле даже государством перед государством.Этот исключительный европейский дуализм духовного и мирского в сочетании с столь же уникальным политическим плюрализмом оказался предпосылкой политической свободы, хотя ни церковь, ни государство, ни дворяне, ни городские олигархии не выступали за какую-либо свободу, кроме своей собственной. Наконец, сильное положение церкви объясняется ее ролью хранителя латинской культуры. Римское право, в некоторой степени преобразованное в каноническое право Церкви, прямо и косвенно доказало основополагающее значение не только для построения монархического государства, но и для свободы личности и собственности.

Электрическое будущее автономных транспортных средств - Новости

27 июля 2020

Автономные транспортные средства имеют свою цену: повышенное потребление энергии. Некоторые аналитики предполагают, что эти увеличенные потребности в мощности достаточно значительны, чтобы резко сократить дальность полета транспортных средств, что исключает возможность использования электрических автономных транспортных средств.Вместо этого эти аналитики утверждают, что автономные автомобили должны быть газо-электрическими гибридами. В статье, опубликованной в Nature Energy, исследователи из Университета Карнеги-Меллона Анируддх Мохан, Шашанк Шрипад, Партх Вайшнав и Венкат Вишванатан определили, что электроэнергия может обеспечить достаточно энергии для автономного транспортного средства без значительного уменьшения дальности действия.

В автомобильной промышленности параллельно происходят две революции: переход на электроэнергию и рост автономных транспортных средств.Беспилотные автомобили могут использовать больше энергии, чем автомобили, управляемые людьми, для питания датчиков и компьютеров для безопасной навигации. С другой стороны, они ездят более плавно, чем люди, что снизило бы потребление энергии.

Общее увеличение потребления энергии приведет к сокращению дальности движения, что потребует более частой зарядки и приведет к более быстрой деградации аккумулятора. Поскольку многие опасаются, что у электромобилей меньший запас хода, чем у газовых, некоторые считают, что электрического автономного транспортного средства не может быть. Это беспокойство побудило команду CMU исследовать влияние автоматизации на дальность действия транспортных средств.

«Мы хотим знать, повлияет ли автоматизация на запас хода настолько сильно, что мы не сможем объединить электрические и автоматизированные транспортные средства в одной машине», - сказал Шрипад, доктор философии. кандидат машиностроения. «Мы хотели количественно оценить компромиссы между ними».

Используя модель, основанную на динамике транспортного средства, Мохан и Шрипад оценили энергопотребление беспилотных автомобилей, чтобы определить, сколько мощности требуется для безопасного автономного вождения. Они приняли во внимание любое дополнительное сопротивление технологии автоматизации и более плавное управление компьютером.

Хотя они и обнаружили уменьшение дальности пробега, оно не было достаточно значительным, чтобы исключить возможность использования автономных транспортных средств с электрическим приводом. Однако он был сильнее в автомобилях, в которых использовались выступающие датчики, увеличивающие лобовое сопротивление.

«Мы обнаружили, что выбор конструкции в отношении энергоэффективности вычислительного оборудования и аэродинамического дизайна датчиков будет определять синхронность двух оборотов электрического тока и автономности», - сказал Вишванатан, доцент кафедры машиностроения.

Затем исследователи изучат, как водители видят уменьшенный запас хода. Хотя потребители ценят более длинный пробег, они также могут ценить роскошь отсутствия необходимости управлять автомобилем.

«В ходе будущей работы необходимо оценить, является ли эта потеря диапазона значительным, что повлияет на предпочтения потребителей», - сказал Вайшнав, доцент-исследователь в области инженерии и государственной политики.

электрических и автономных транспортных средств: будущее уже наступило

Технологические компании заняли свое место в быстром темпе электрифицированного, автономного мира, и производители оригинального оборудования (OEM) спешат за ним.Рассмотрим один опережающий индикатор: немецкие регулирующие органы предоставили Mobileye, подразделению Intel по производству автономных транспортных средств (AV), разрешение на испытания своих беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования в условиях реального движения. Mobileye - один из первых нетрадиционных производителей, получивших разрешение на тестирование, что дает компании возможность превзойти традиционных производителей, несмотря на их ранний старт.

Пандемия Covid-19 также угрожает препятствовать прогрессу для некоторых OEM-производителей.Экономия денежных средств и сдерживание затрат в настоящее время являются неотложными приоритетами, требующими тщательной калибровки исследований и разработок (НИОКР) и капиталовложений. Это неизбежно требует трудного выбора. Например, Daimler и BMW приостановили сотрудничество в области AV из-за высоких затрат. В то же время Daimler объединился с Nvidia для разработки программной архитектуры автомобиля для автономного вождения. Кроме того, автопроизводитель недавно объявил о партнерстве с Waymo для создания автономного грузовика 4-го уровня, который может управлять автомобилем без вмешательства человека при определенных обстоятельствах.Сокращение инвестиций в собственные разработки для AV-технологий позволяет OEM-производителям переключать ограниченные ресурсы на более своевременные возможности, такие как их стремление к электрификации.

Daimler и BMW не будут одиноки в своем мышлении; мировой кризис может послужить катализатором для внедрения электромобилей (EV). Европейские правительства используют экономические стимулы, чтобы добиться более устойчивого постпандемического мира. Франция, Италия и Германия увеличивают субсидии на электромобили в рамках своих планов восстановления.Китайское правительство, которое ранее планировало отказаться от субсидий на электромобили к концу года, вместо этого решило продлить некоторые модифицированные льготы до 2022 года, надеясь облегчить боль автопроизводителей. Кроме того, крупные компании по прокату автомобилей, такие как Lyft и Uber, недавно обязались к 2030 году полностью перейти на использование электромобилей.

Решения, которые будут принимать автомобильные руководители в ближайшие месяцы, будут иметь решающее значение для определения их конкурентоспособности в будущем. А с множеством маршрутов на выбор ни одна компания не может позволить себе выиграть каждое поле битвы в одиночку.Но есть несколько практических вещей, которые OEM-производители могут сделать сейчас, чтобы переориентироваться на реальность надвигающегося будущего, основанного на электромобилях и антивирусах. Он начинается с оценки возможностей, определения, где играть, и принятия правильных инвестиционных компромиссов и партнерских отношений, чтобы оставаться конкурентоспособными в выбранной сфере.

Увеличение графика электромобилей

Редкий руководитель или совет директоров, которые не боролись с вопросами о ставках на новые технологии: приживутся ли новые технологии в полной мере? Когда это станет масштабируемым и прибыльным?

Команды руководителей, которые определили поворотный момент для электромобилей - порог, при котором нишевый рынок начинает быстро масштабироваться, пока не достигнет насыщения, - знают, что пора инвестировать сейчас.Согласно анализу Bain, глобальное внедрение электромобилей будет быстро расти по мере снижения цен в течение следующих двух-восьми лет, достигнув поворотной точки в 2024 году (см. Рисунок 1).

Здесь есть несколько влияющих факторов. Один из них - необходимость в более надежной инфраструктуре зарядки. Для немецких водителей дни с тревогой планировать поездки к зарядным станциям скоро пройдут. Тем не менее, все еще существуют препятствия, которые необходимо решить с точки зрения удобства повседневной зарядки, такие как отсутствие доступности в сельской местности и прозрачного, всеобъемлющего метода оплаты.А Китай быстро стал лидером в области инфраструктуры, располагая более чем в 1,5 раза большим количеством станций, чем Европа и США вместе взятые.

Но признание клиентов будет одним из важнейших определяющих факторов. За последние несколько лет государственные стимулы способствовали росту популярности электромобилей. В Норвегии, где водители электромобилей пользуются налоговыми льготами, имеют возможность ездить по автобусным полосам и освобождаются от платы за проезд на пароме, электромобили уже составляют почти половину вновь зарегистрированных транспортных средств. Американские покупатели автомобилей, которые имеют право на налоговые льготы на федеральном уровне, а иногда и на уровне штата или местного уровня, подняли Tesla Model 3 в ряды 10 самых продаваемых легковых автомобилей в 2019 году.И большая часть мира готовится к драматическим изменениям. В опросе потребителей из США, Германии и Китая, проведенного компанией Bain, почти 50% заявили, что рассматривают возможность приобретения подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) или электромобилей с аккумулятором (BEV) в качестве следующего автомобиля.

Даже с такими многообещающими цифрами производители знают, что они все еще теряют деньги. При небольшом числе клиентов, покупающих автомобили BEV в основном за счет государственных субсидий, производители оригинального оборудования в настоящее время видят отрицательную маржу в 15% по сравнению с маржой в 5% для обычных транспортных средств с трансмиссией.

Тем не менее, они не могут себе позволить не играть, учитывая нынешние правительственные мандаты. С 2020 года автопроизводители, желающие выйти на рынок Китая, должны зарабатывать кредиты, эквивалентные 12% от их годового производства, что вынуждает их выполнять квоту на производство электромобилей или покупать кредиты у лидеров экологически чистой отрасли. В Калифорнии законодательный орган штата недавно объявил о смелом постановлении - запрете продажи новых автомобилей с бензиновым двигателем к 2035 году - который может побудить более заботящиеся о климате руководящие органы последовать их примеру.Чтобы не отставать от этих указов, производители оригинального оборудования планируют значительно расширить свой портфель аккумуляторных электромобилей. Под руководством таких амбициозных игроков, как Volkswagen, производители стремятся к 2023 году выпустить более 100 новых моделей.

Сильные законы, такие как запреты, безусловно, могут способствовать развитию дорог с преобладанием электромобилей в будущем. Но на данный момент в большинстве стран мира, если внедрение электромобилей будет продолжать ускоряться, а OEM-производители должны получать достаточную прибыль, покупателям автомобилей потребуется нечто большее, чем налоговые льготы. Чтобы расширить рынок на основе потребительского спроса, покупатели должны быть уверены, что владение электромобилем может стоить столько же, если не меньше, чем автомобиль с бензиновым двигателем.Это будет зависеть от полной стоимости владения (TCO).

В среднем в сегменте компактных автомобилей Германии общая стоимость владения - покупная цена и эксплуатационные расходы - автомобилей с батарейным питанием находится на уровне сопоставимых автомобилей с бензиновым двигателем. Для разных регионов мира точный момент времени будет зависеть от класса транспортного средства, размера аккумулятора, а также цен на бензин и электроэнергию. Это также будет зависеть от водителя и того, как используется автомобиль. Для модельного расчета водителя компактного автомобиля с малым пробегом в Германии (без стимулов, введенных в свете Covid-19) автомобили с двигателем внутреннего сгорания (ICEV) в настоящее время стоят примерно на 8% меньше.Но для частых водителей или тех, кто проезжает около 15 500 миль или более в год, BEV имеют примерно 9% -ное преимущество в стоимости из-за экономии потребления. Рассмотрим недавние обязательства Amazon, UPS и FedEx по электрификации своих грузовиков для доставки. Коммерческие автопарки достигают паритета совокупной стоимости владения отчасти благодаря большому пробегу.

Падение затрат на аккумулятор поможет. Стоимость электромобилей компактного класса по-прежнему значительно выше, чем у электромобилей ICEV, а на аккумуляторную батарею приходится около 30% производственных затрат.Однако Bain прогнозирует, что к 2025 году стоимость аккумуляторных батарей упадет со 124 долларов за киловатт-час до 100 долларов за киловатт-час (см. Рисунок 2). Усовершенствования технологий и оптимизация масштабов производства сделают возможным этот шаг вперед.

В течение следующих пяти лет, по мере того как совокупная стоимость владения по сегментам транспортных средств и профилям вождения в разных регионах станет равной, потребительский спрос будет расти.Но в среднем маржа OEM-производителей для BEV будет оставаться незначительной до 2025 года. Чтобы электрическая мобильность действительно достигла своего поворотного момента, электромобили должны быть дешевле, чем бензиновые и дизельные модели - без государственной поддержки.

Двойные силы технологического прогресса и нового потребительского спроса дадут последний толчок. Помимо снижения затрат на батареи, техническая оптимизация и преимущества масштабирования снизят затраты на другие компоненты, специфичные для BEV. В конечном итоге ведущие производители оригинального оборудования могут внедрить автоматическое производство в больших объемах.Их расходы на разработку также снизятся, поскольку для последующих электрических моделей потребуется меньше инвестиций в НИОКР.

Фирмы, которые первыми достигнут конечной цели - доступный по цене, несубсидируемый электромобиль, - получат ценное конкурентное преимущество. Со временем электромобили будут приносить такую ​​же или даже более высокую прибыль, чем ICEV. К 2025 году около 12% всех проданных в мире новых автомобилей будут полностью электрическими. К 2040 году эта цифра превысит 50%. Эта заманчивая перспектива привела к созданию горстки стартапов, которых еще больше воодушевили успехи Tesla, и признанные производители должны заявить о своих правах.

В поисках правильного пути к беспилотным автомобилям

Для некоторых производителей переход от автомобилей с бензиновым двигателем к электромобилям уступит место другому естественному переходу: автономным транспортным средствам. В то время как многие предполагали, что ранние AV-автомобили будут бензиновыми гибридами, недавнее исследование Университета Карнеги-Меллона предполагает, что энергоэффективное программное обеспечение и аэродинамическое оборудование сделают более экологичные беспилотные автомобили. Работа над этими технологиями в тандеме может дать некоторым лидерам электромобилей преимущество на следующем горячем поле битвы в отрасли, где стартапы и дочерние компании Кремниевой долины уже добиваются устойчивого прогресса.

Когда именно беспилотные автомобили станут обычным явлением мчаться по шоссе и улицам города? Мы ожидаем, что автономные транспортные средства начнут набирать обороты к 2028 году (см. Рисунок 3).

В течение следующих восьми лет появятся два основных направления использования: автономное движение по шоссе для частных автомобилей и парк робо-такси для городских районов. Правила будут играть существенную роль в сроках подачи обоих этих заявок. Неудивительно, что компания Alphabet Waymo решила опробовать и запустить свою службу такси с автономным вождением (AD) в Аризоне, которая предлагала благоприятную для AV нормативную среду.Большая часть США, Европы и Китая потребует дальнейшего законодательства для широкого коммерческого использования.

Более того, клиенты должны чувствовать себя в безопасности. В настоящее время клиенты скептически относятся к управлению полностью автономным автомобилем в любых ситуациях и погодных условиях без необходимости вмешательства. Их нерешительность уменьшится только тогда, когда у большего числа людей появится возможность протестировать технологию.

В то время как потребители могут почувствовать, что поход на работу или выполнение поручений в полностью автономном автомобиле больше похож на сцену из научно-фантастического фильма, чем на возможность этого десятилетия, технология быстро прогрессирует.По данным Калифорнийского департамента транспортных средств, Waymo в среднем проезжал 13 219 миль в режиме автономного вождения без необходимости ручного вмешательства - это больше, чем у любого производителя. Однако есть еще кое-что: согласно анализу Allstate, средний автомобилист в США попадает в одну аварию каждые 10 с половиной лет, или 140 000 миль.

Также важно понимать, что в Фениксе, штат Аризона, компания Waymo извлекает выгоду из благоприятных условий, выходящих за рамки нормативно-правовой базы: круглый год сухой климат, хорошо обозначенные линии на дорогах и низкая плотность населения.Чтобы выйти на ключевые рынки, автопроизводителям потребуется решить проблему неблагоприятных погодных условий, нестандартной дорожной инфраструктуры и улучшить технологические возможности для обеспечения безопасности. Чтобы пилоты AD превзошли обычных людей-водителей, OEM-производители также должны инвестировать в интеллектуальные технологии, которые обеспечивают более эффективное принятие решений, обнаружение и реакцию на неожиданное поведение третьих лиц.

Текущие модели демонстрируют значительный прогресс в этих областях. Однако они не выполнили все требования для автоматизации уровня 3.Транспортные средства уровня 3 могут выполнять большинство задач по вождению в ограниченных условиях, но водитель-человек должен быть готов взять на себя управление рулем, когда транспортное средство этого требует. Например, автомобили Tesla с полной возможностью самостоятельного вождения будут автоматически направлять автомобиль к развязкам и съездам с шоссе, но при этом постоянно требуется активный надзор со стороны водителя.

Для того, чтобы рынок достиг своего поворотного момента, автомобили должны демонстрировать автоматизацию уровня 4 или самостоятельное вождение без вмешательства человека при определенных условиях.Многие традиционные производители расширяют свои передовые системы помощи водителю и планируют запустить функции уровня 4 к 2025 году.

AV в конечном итоге выйдут на рынок как частные автомобили в сегменте люкс и премиум. Предлагая поездки на работу или в поездку без помощи рук, с неоценимой перспективой большего количества времени, проведенного на работе или во сне, эти автомобили могли бы оправдать высокую цену для многих потребителей. К 2030 году в некоторых регионах мы ожидаем, что от 4% до 9% проданных новых автомобилей будут оснащены автоматизацией уровня 4, большинство из которых будут частными автомобилями, обслуживающими автодороги.

Стоимость, конечно, будет серьезным препятствием для AV. Но они не принесут пользы только отдельным потребителям, ограниченным во времени. Робо-такси, которое может устранить водителей и связанные с этим расходы, окажется ценным дополнением к общественному транспорту в городах по всему миру.

Согласно исследованию Bain, к 2030 году услуги по вызову автомобилей AV могут стать прибыльным решением для городской мобильности (см. Рис. 4). Инновационные города будут использовать парк роботов-такси в дополнение к существующим системам общественного транспорта, используя AV-автомобили для покрытия менее загруженных маршрутов, помогая разгрузить трафик в перегруженных районах.

Комплекты для автономного вождения высокого уровня в настоящее время стоят более 70 000 долларов. Но со временем стандартизация, упрощение и массовое производство значительно снизят затраты. Стоимость автономной системы может упасть более чем на 85% до примерно 10 000 долларов к 2030 году.

Благодаря тому, что Waymo предлагает совместное использование поездок на основе приложений в Фениксе, а Uber и Lyft, извлекающие выгоду из большого количества данных о потребителях и узнаваемости бренда, технологические фирмы уже могут занять это место.Но OEM-производителям не нужно изобретать велосипед. Вместо этого они могут наладить важные партнерские отношения как с технологическими фирмами, так и с городами, чтобы обеспечить доступ к новым технологиям и установить отношения с конечными пользователями.

Как OEM-производители могут оставаться в гонке

OEM-производителей достигли критической точки, усугубленной пандемией. Руководящие группы осознают, что у них мало или совсем нет финансовой поддержки, и решения, которые они примут в предстоящие месяцы, скорее всего, определят будущее бизнеса. Они также знают, что немногие, если вообще какие-либо компании, в настоящее время имеют ресурсы для инвестирования в множество возможностей, создаваемых продвижением как электромобилей, так и AV, требующих трудного выбора.Даже тем, у кого есть масштаб и возможности, чтобы проникнуть в оба сегмента, нужно будет сосредоточиться на областях дифференциации бренда, если они хотят превзойти грозных технических конкурентов. Путь впереди требует стратегических компромиссов.

Чтобы идти в ногу с темпами рынка и избежать штрафных санкций, производители оригинального оборудования могут предпринять несколько незамедлительных действий по инвестициям в электромобили.

  • Снижение сложности и затрат для управления более высокими затратами на электромобили. Ведущие автопроизводители сократят номенклатуру своей продукции и переключат инвестиции на возможности, которые выделяют бренд в глазах потребителей.
  • Завоевывайте новые сегменты клиентов. OEM-производители могут напрямую связываться с потребителями с помощью новых инновационных бизнес-моделей, таких как услуги по подписке. Они могут использовать другие программы, такие как гибкий лизинг, чтобы компенсировать более высокие цены на электромобили и привлечь новую аудиторию.
  • Налаживайте партнерские отношения. Прочные партнерские отношения могут помочь производителям в планировании аккумуляторов нового поколения и в получении экспертных знаний в области технологий и производства элементов питания.

Ведущие OEM-производители могут одновременно подготовиться к использованию возможностей и управлению угрозами в автономном будущем.

  • Определите позицию в новой цепочке создания стоимости мобильности. Ведущие производители оригинального оборудования оценят текущие возможности и определят, где они могут создать реальную ценность - будь то частные автомобили на шоссе, услуги по вызову городских автомобилей или технологии, сочетающие электромобили и аудиовизуальные технологии.
  • Установите точки связи с конечным пользователем . Поскольку технологические компании уже доминируют в сфере мобильных услуг, ведущие производители будут заключать партнерские отношения, чтобы получить доступ, улучшить качество обслуживания клиентов и охватить пользователей.
  • Безопасный доступ к технологии уровня 4. В зависимости от того, как они используются, OEM-производители на раннем этапе вступят в партнерские отношения, чтобы сформировать технологию и минимизировать затраты.

Будущее мобильности приближается, быстрее, чем многие ожидали в свете пандемии. Хотя временные рамки ограничены, OEM-производители все же могут догнать своих конкурентов, создав смелую стратегию и быстро ее реализовав.

Авторы хотели бы поблагодарить Инго Штейна и Йенса Мерера за их вклад в подготовку этого брифинга.

Пересечение беспилотных автомобилей и электромобилей

Автомобили, мягко говоря, вредны для окружающей среды. На транспорт приходится 28 процентов выбросов парниковых газов в США, а на легковые автомобили - более половины этих выбросов. Когда-нибудь беспилотные автомобили широко появятся в США. Было бы неплохо, если бы они также помогли сократить выбросы парниковых газов?

Проблема в том, что создание автономного электромобиля требует компромиссов.Электромобили имеют ограниченный запас хода, и ожидается, что первые беспилотные автомобили будут развернуты как передвижные группы роботакси, путешествующих на сотни миль каждый день. Кроме того, датчики и компьютеры на борту беспилотных автомобилей потребляют много энергии, что тоже не очень хорошо для дальности полета.

Новое исследование показывает, что компромиссы для электрических автономных транспортных средств не так болезненны, как когда-то думали, и показывают, что AV, когда и где бы они ни появлялись, могут способствовать экологизации мирового автомобильного рынка.

В статье, опубликованной в журнале Nature Energy в прошлом месяце, исследователи из Университета Карнеги-Меллона прогнозируют потенциальное поведение беспилотных автомобилей в городах и пригородах. Они обнаружили, что некоторые аспекты автономности действительно разряжают автомобильные аккумуляторы, но интеллектуальные программные и аппаратные настройки должны сделать парк беспилотных автомобилей с батарейным питанием вполне возможным.

«Группа комментаторов предполагала, что первые АВ, возможно, должны быть газовыми гибридами», - говорит Шашанк Шрипад, кандидат технических наук в Карнеги-Меллон, работавший над статьей.«Но мы считаем, что если мы хотим создавать электромобили, автономность будет совместима с этим».

Автопроизводители расходятся во мнениях о том, снабжать ли свои первые беспилотные автомобили электричеством. Внутриотраслевой разрыв является напоминанием о том, что автономия - это одновременно амбициозный исследовательский проект и потенциально многомиллионный бизнес, и что разные игроки видят разные пути выхода на рынок. Другими словами, идеальная бизнес-модель с беспилотным вождением далека от окончательной.

Возьмите Форд. По словам Дэна Пирса, представителя автономных транспортных средств детройтского автопроизводителя, компания в конечном итоге стремится перейти на автономные автомобили с аккумуляторным питанием.Но если Ford достигнет крайнего срока запуска сервиса автономных транспортных средств в 2022 году, он сделает это с газо-электрическими гибридными автомобилями.

На данный момент испытания Ford показывают, что более 50 процентов диапазона электромобилей с аккумулятором будет поглощено вычислительной мощностью, необходимой для программного обеспечения для автономного вождения, а также систем кондиционирования и развлечений, необходимых для обеспечения комфорта пассажиров. Форд также считает, что быстрая зарядка, необходимая для эксплуатации парка беспилотных автомобилей, приведет к слишком быстрой разрядке электрической батареи.Наконец, автопроизводитель подсчитал, что потратит слишком много времени на зарядку электромобилей - время, которое в противном случае было бы потрачено на перевозку платящих пассажиров. «Нам необходимо найти правильный баланс, который поможет разработать прибыльную и жизнеспособную бизнес-модель», - говорит Пирс.

У конкурента из родного города General Motors и ее дочерней компании Cruise, занимающейся технологиями самостоятельного вождения, есть другие идеи. Ранее в этом году Cruise представила шестиместный электромобиль, похожий на тостер, который, по его словам, станет основой для возможной беспилотной службы такси.До тех пор Cruise планирует полагаться на полностью электрический Chevy Bolt, испытанный в Сан-Франциско. (Круз когда-то намеревался запустить эту услугу в городе в 2019 году; сейчас развертывание отложено на неопределенный срок.)

Роб Грант, вице-президент компании по связям с правительством, говорит, что Круз хочет сделать зарядку более удобной за счет создания дополнительной инфраструктуры для зарядки в центры городов; Cruise заявляет, что ей принадлежит 40 процентов устройств быстрой зарядки в Сан-Франциско. Он также считает, что внимание к электричеству является важной частью предложения Круза правительствам, особенно в Калифорнии.«Многие регулирующие органы сосредоточены на устойчивости», - говорит он. «Наша миссия совпадает с миссией государства по сокращению выбросов парниковых газов».

Будут ли беспилотные автомобили электрическими?

Будут ли беспилотные автомобили электрическими?

Авторы: Дженни Хэтч (BU ISE) и Джон Хелвестон (GWU)

Согласно недавнему исследованию, проведенному исследователями из Института устойчивой энергетики BU, к 2050 году вероятное чистое увеличение спроса на электроэнергию в результате преобразования парка легковых автомобилей на 85% электрических и автономных транспортных средств (АВ) составит от 13% до 26% от сегодняшнего уровня. общая потребность в электроэнергии.С учетом все более экологичного сочетания электроэнергии это может быть отличной новостью для тех, кто обеспокоен воздействием автомобилей на климат в целом и автономностью и вызовом водителя в частности. Тем не менее, этот результат зависит от одного основного предположения: все AV также будут электромобилями (EV).

Есть много веских причин предполагать, что автономные транспортные средства в конечном итоге будут использовать электрические силовые агрегаты, и некоторые признаки указывают на радужные перспективы. Мэри Барра из GM заявила о своей верности будущему с «нулевыми авариями, нулевыми выбросами и нулевыми заторами».В марте Waymo объявила о партнерстве с I-PACE от Jaguar, что в ближайшие годы должно привлечь до 20 000 EAV.

Но есть еще кое-что, касающееся указателей. Этой осенью Uber - правящий король сервисных компаний - подписал с Volvo крупную сделку по разработке программного обеспечения для автоматизации с использованием 24 000 автономных внедорожников Volvo с бензиновым двигателем. Ford также недавно заявил, что их AV-машины не будут электрическими. Если эти тенденции сохранятся, столь необходимый переход от углеродоемких видов автомобильного топлива может быть отложен еще больше, что станет катастрофическим результатом для изменения климата.

Пять причин ожидать (и добиваться) электрической автономии

Преимущества электрических силовых агрегатов перед бензиновыми усиливаются при размещении в AV - настолько, что кажется логичным, что все AV будут электрическими. Вот почему.

Причина 1: Электрификация означает гораздо меньшее время простоя для обслуживания. Владельцы транспортных средств обычно предпочитают автомобили с меньшими потребностями в техническом обслуживании, и это предпочтение только усилится с автоматизацией.Сегодня большинство транспортных средств находится на стоянке 95% времени, и даже при такой чрезвычайно низкой интенсивности использования требуется регулярное техническое обслуживание, чтобы избежать поломок. Без людей-водителей AV-системы могут работать в течение более длительных периодов времени и на большие расстояния, что приводит к повышенному износу. Простое обслуживание, такое как замена масла каждые 5000 миль, может внезапно стать ежемесячным (и дорогостоящим) разочарованием. Время простоя транспортных средств становится все более серьезной проблемой, особенно для операторов автопарков (например, AV-такси).С гораздо меньшим количеством движущихся частей и более простыми трансмиссиями, электромобили требуют значительно меньше обслуживания по сравнению с автомобилями с бензиновым двигателем, что означает больше часов в дороге, чем в магазине.

Причина 2: Электрификация дешевле . Электромобили дешевле в топливе и обслуживании. В течение всего срока службы автомобиля современные электромобили уже стоят наравне или дешевле, чем их аналоги с двигателями внутреннего сгорания, и затраты на пробег будут только дальше снижаться, так как расходы на аккумуляторные батареи будут продолжать падать.Согласно новому исследованию, даже при относительно низком уровне использования транспортных средств на сегодняшний день ежегодные затраты на техническое обслуживание электромобилей оцениваются на 9–18% меньше, чем у автомобилей с бензиновым двигателем. Эта экономия будет увеличиваться по мере увеличения использования транспортных средств за счет автоматизации, что даст электромобилям явное конкурентное преимущество по цене на рынке.

Причина 3: Выгодное предложение для ЖКХ . По мере того, как нагрузка на сеть снижается из-за повышения эффективности и увеличения поставок возобновляемой энергии вне сети, коммунальные предприятия будут рассматривать электромобили как способ сгладить (и увеличить) нагрузку.По мере того, как AV становятся все более крупным сегментом парка легких транспортных средств, коммунальные предприятия могут воспользоваться преимуществами массивного распределенного банка аккумуляторов в электрических AV для увеличения спроса, балансировки нагрузок и поддержки более устойчивой электросети.

Причина 4: Электрической зарядкой легче управлять без участия человека. Один из немногих недостатков электромобилей заключается в том, что они долго заряжаются. Даже с использованием технологии быстрой зарядки электромобилю может потребоваться до получаса, чтобы зарядить до 80% его полного запаса хода.Однако, когда электромобили ездят сами, они могут самостоятельно искать зарядные станции, сокращая время ожидания. Кроме того, появление беспроводной зарядки через индукционные зарядные станции или индукционные автомагистрали для электромобилей может сделать зарядку более безопасной и более простой в автоматизации и интеграции, чем заправка автономных бензиновых транспортных средств.

Причина 5: Климат (конечно). С 2016 года транспорт остается крупнейшим сектором, способствующим выбросам CO 2 в США.S. По мере того, как в энергосистеме продолжается декарбонизация, эта доля будет только расти. Автоматизация транспортных средств может создать усиливающий эффект в любом направлении за счет увеличения использования транспортных средств: электрические AV могут способствовать декарбонизации транспортного сектора, тогда как AV с бензиновым двигателем могут увеличить выбросы углерода, связанные с транспортом.

Три причины, по которым AV-системы с бензиновым двигателем могут прибыть первыми (и остаться на месте)

Несмотря на очевидные преимущества электрических AV, достижение этой реальности может быть более сложным, чем то, во что Тони Себас этого мира хотел бы, чтобы вы поверили.

Причина 1: Вычислительная интенсивность. По оценкам, для полностью автономных транспортных средств требуется мощность от 50 до 100 портативных компьютеров, что составляет примерно 1/10 или емкости нынешней батареи Nissan Leaf. Беспокойство о запасе хода и высокие цены уже являются серьезной проблемой для современных электромобилей, и добавление энергии, потребляемой для вычислительной мощности AV, может только усилить эти опасения за счет уменьшения дальности или увеличения затрат из-за более крупных батарей. С другой стороны, эффективность вычислений AV постоянно повышается, и с их более простыми силовыми агрегатами автоматизация электромобилей может потребовать меньше вычислительных ресурсов, чем у автомобилей с бензиновым двигателем.

Причина 2: Затраты на инфраструктуру. Недавнее исследование NREL пришло к выводу, что для электрификации 15 миллионов электромобилей к 2030 году (всего лишь 5% частного автопарка США) потребуется около 5000 станций быстрой зарядки и почти 500000 станций медленной зарядки. Между тем, почти 300 миллионов автомобилей с бензиновым двигателем заправляются всего лишь 168000 заправочных станций с установленным набором поведения и ожиданий (например, дозаправка занимает менее 5 минут). Легкодоступная сеть автозаправочных станций значительно снижает барьеры для внедрения бензиновых автомобилей вместо электрических.

Причина 3: Зависимость от пути. Личные автомобили являются частью сложной и взаимосвязанной системы мобильности, в которую, помимо других заинтересованных сторон, входят автопроизводители, нефтяные компании, заправочные станции, политические лоббисты и клиенты. За более чем столетний период доминирования на рынке система мобильности личных транспортных средств полностью сконцентрирована на двигателе внутреннего сгорания и масле, которое его питает. Поскольку первоначальные затраты на автомобили с бензиновым двигателем ниже, чем на электромобили (по крайней мере, на данный момент), они, вероятно, будут (и во многих случаях уже являются) предпочтительной испытательной платформой для разработки новых AV-технологий.По мере развития AV-технологий может быть трудно преобразовать системы, разработанные для бензиновых автомобилей, в электромобили. Например, многие новые системы управления AV разрабатываются с использованием алгоритмов «машинного обучения», для калибровки которых требуются тысячи (если не миллионы) часов вождения. Отсутствие часов, потраченных на обучение на электромобилях (которые имеют очень разные рабочие характеристики), может сделать их неосуществимыми по сравнению с бензиновыми AV. Риск технологического развития, зависящего от пути развития, может оставить электрические AV «позади кривой» по сравнению с AV-автомобилями с бензиновым двигателем.

Насколько важна электрификация?

Технология автономных транспортных средств может увеличить общее потребление энергии транспортными средствами с помощью различных взаимосвязанных способов. Например, расширение доступа к населению, которое в настоящее время не управляет автомобилем (например, детям и пожилым людям), может привести к увеличению спроса и увеличению загруженности дорог, снижая общую эффективность каждого транспортного средства на дороге с точки зрения использования энергии на милю. Электрификация может быть одним из лучших способов избежать этого роста.В настоящее время в ISE мы изучаем детали этих замен, чтобы понять последствия дальнейшей автоматизации транспортных средств для изменения климата.

Действовать сейчас, не позже.

Автономные транспортные средства переходят из научной фантастики в ближайшую реальность. По состоянию на конец декабря 2017 года футуристы были уверены, что до AV-систем еще далеко, но недавние громкие аварии напоминают, что AV-системы уже находятся среди нас. Пришло время подумать о потенциальном воздействии автономных транспортных средств на климат, и текущие тенденции указывают на то, что будущее электрических AV не является определенным.

Один из способов сформировать это будущее - потребовать, чтобы электрические AV входили в состав испытательного парка. Компании AV-индустрии активно участвуют в гонке за установление партнерских отношений с городами по всему миру для тестирования своих инноваций и установления доминирующего положения на рынке. В ответ городам следует потребовать, чтобы в тестирование AV было включено несколько различных силовых агрегатов, чтобы избежать привязки к технологии, зависящей от маршрута. Создавая полигоны для испытаний, города по всему миру могут сотрудничать с AV-фирмами, чтобы прокладывать путь развития к более устойчивому будущему.

Примечание. Эта статья лишь поверхностно затрагивает тему электрических и автономных транспортных средств. В ближайшие месяцы мы продолжим заниматься широким кругом связанных вопросов.

Будут ли беспилотные автомобили электрическими?

Опубликовано 3 года назад на в Блог

самоуправляемых электромобилей станут идеальным «зеленым» движением

Подпишитесь, чтобы получать новостную рассылку Green Daily в свой почтовый ящик каждый будний день.

Машины никуда не денутся. Таким образом, окончательный экологический шаг будет сочетать две появляющиеся технологии: автономное вождение и полностью электрические автомобили. Автономность повышает эффективность вождения и использования аккумулятора, а электромобили резко сокращают выбросы, расходы на топливо и техническое обслуживание.

Исследуйте динамические обновления ключевых точек данных Земли

Несмотря на это, в автомобильной промышленности возникли разногласия относительно того, как лучше всего двигаться вперед.Скептики считают, что технология автономного вождения окажет серьезное влияние на запас хода электромобиля и приведет к разложению аккумуляторов; оптимисты думают, что усовершенствования технологий, скорее всего, смягчат большую часть этого компромисса.

Раскол проявился в том, что авторитетные автопроизводители выбрали разные пути развития. Ford Motor Co. планирует запустить технологию самоуправления в 2022 году, но сначала в гибридных автомобилях. Тестирование компании показало, что компьютеры и датчики, приводящие в действие автономное вождение, могут сократить запас хода электромобиля более чем на 50%.Между тем, единственные автономные автомобили, которые Volkswagen AG планирует построить, - это полностью электрические автомобили. В том же году компания начнет полевые испытания.

Больше из

Новое исследование в Nature Energy может положить конец спорам. Венкат Вишванатан, доцент кафедры машиностроения в Университете Карнеги-Меллона, считает, что разница в запасе хода, вероятно, составит менее 15% для езды по городу и всего 5% для езды в пригороде.

«Мы приближаемся к тому моменту, когда нам не нужно будет выбирать между автономным вождением и электромобилями», - сказал Вишванатан.

Суть проблемы беспилотных автомобилей заключается в том, что их сложно воспроизвести человеческое понимание зрения и звука. Даже с новейшей технологией распознавания изображений компьютерам сложно делать то, что люди инстинктивно управляют: понимать небольшие, но бесчисленные изменения, происходящие на дороге, в режиме реального времени. К счастью, компьютеры могут использовать другие входные данные, такие как радиоволны (через радар) или лазеры (через лидар).

Камеры на крышах модифицированных автономных автомобилей Ford Fusion.

Фотограф: Джастин Мерриман / Bloomberg

Лидары, которые вы, возможно, видели на прототипах беспилотных автомобилей, обычно считаются очень важными. Они должны выступать наружу, чтобы излучать лазеры за пределы кузова автомобиля и, таким образом, «чувствовать» окружающие препятствия, даже когда автомобиль движется с большой скоростью. Но необходимая выпуклость ограничивает аэродинамическую форму автомобиля, увеличивая количество энергии, необходимой для движения, и, таким образом, снижает расстояние, которое электромобиль может проехать с полным зарядом.

Более того, бортовым компьютерам необходимо каждую секунду анализировать тысячи изображений, которые захватывают лидары, чтобы принимать решения о вождении. Даже с современными вычислительными технологиями это требует много энергии. Комбинация датчиков и компьютеров разряжает аккумулятор электромобиля быстрее, чем если бы за рулем был человек-водитель.

Тем не менее, Вишванатан обнаружил, что лидары и компьютеры становятся все лучше и лучше в своих задачах, потребляя при этом все меньше и меньше энергии.В случае компьютеров изготовленные на заказ микросхемы, которые могут выполнять определенный анализ изображений, необходимый для автономного вождения, способны снизить потребление энергии на 50% или более по сравнению с традиционными микросхемами обработки графики. Они, вероятно, будут улучшаться, а это значит, что собственные оценки Вишванатана могут скоро устареть.

Более того, такие компании, как китайский Contemporary Amperex Technology Co. Ltd., крупнейший в мире производитель аккумуляторов, разрабатывают аккумуляторы со сроком службы 2 миллиона километров (1.25 миллионов миль) или 16 лет. Это значительное улучшение по сравнению с нынешними батареями, на которые распространяется гарантия на 150 000 миль или восемь лет. В случае широкого распространения эти новые аккумуляторы могут означать, что автовладельцам не придется сильно беспокоиться о износе аккумуляторов.

И даже если ни одна из этих технологических тенденций не реализуется, как ожидалось, Вишванатан обнаружил, что автомобили с компьютерным управлением в конечном итоге экономят до 10% энергии просто за счет принятия более эффективных решений о торможении, ускорении и повороте, чем водители-люди.Дополнительную энергию, потребляемую компьютерами и датчиками, можно было бы компенсировать за счет лучшего вождения - прямого результата включенной автоматизации.

Регуляторы могут не дать автопроизводителям выбора. «Многие из городов первого уровня, в которых мы ожидаем увидеть беспилотные автомобили, стимулируют или требуют, чтобы парк автомобилей был с нулевым уровнем выбросов», - сказал Ник Альбанезе, глава отдела интеллектуальной мобильности BloombergNEF. «Неэлектрические автономные автомобили, скорее всего, просуществуют недолго».

Акшат Рати пишет информационный бюллетень Net Zero о пересечении климатологии и технологий без выбросов.Вы можете отправить ему отзыв по электронной почте.

Прежде чем оказаться здесь, он находится на терминале Bloomberg.

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

- за рулем совместного, электрического, автономного транспортного средства будущего

В этом отчете мы оцениваем развитие мобильных экосистем на трех быстро меняющихся рынках: в Китае, Индии и США. В частности, мы оцениваем роль политики, экономики, инфраструктуры и поведенческих норм в формировании трансформации мобильности в этих трех странах.Результат этой многорегиональной и многовариантной оценки дает представление о том, как общество может быть активным в формировании будущего мобильности.
Электромобили

Электрификация транспортных средств решает проблемы загрязнения окружающей среды и может позволить создать более гибкую электрическую сеть, объединяющую возобновляемые источники энергии. Электромобили (ЭМ) выиграли от значительного государственного вмешательства в виде поддерживающей политики, налоговых стимулов и инвестиций в инфраструктуру, что ускорило сроки достижения паритета цен с существующими технологиями для транспортных средств.

Мы делимся следующими идеями и рекомендациями по ускорению внедрения электромобилей в трех странах:

  • Падение стоимости аккумуляторов приведет к тому, что в ближайшие 5–10 лет электромобили во всех трех странах сравняются по ценам с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания. Хотя цены будут естественным образом падать по мере роста масштабов и продолжения обучения, необходима поддерживающая политика, чтобы ускорить этот переход и помочь преодолеть поведенческие нормы, которые склоняются к газовым транспортным средствам и преимуществам уже построенной заправочной инфраструктуры.
  • Набор скоординированных, но четких политик, нацеленных как на автопроизводителей, так и на потребителей, со здоровым балансом вознаграждений и наказаний, оказался наиболее эффективным в Китае. Однако у каждой страны разные возможности и аппетиты для выполнения нисходящих мандатов по сравнению с субсидиями и пакетами стимулов.
  • Сосредоточение конечных субсидий электромобилей на автомобили с высокой загрузкой - как это было сделано в Индии - позволяет максимально использовать государственные средства для увеличения миль электромобилей, одновременно создавая широкую доступность электромобилей для населения.
  • Для быстрого и эффективного развертывания инфраструктуры на уровне, необходимом для поддержки быстрого внедрения электромобилей, необходим скоординированный и совместный подход к начислению платы за инвестиции и строительство, в котором задействованы государственный и частный секторы как в транспортном, так и в электроэнергетическом секторах.

Shared Mobility

Услуги по вызову пассажиров, такие как Ola, Lyft, Uber и Didi, быстро развиваются во всех трех странах, особенно в густонаселенных городских районах.Эти услуги мобильности могут снизить загруженность, если поездки объединены и интегрированы с общественным транспортом.

Компании, предоставляющие услуги мобильной связи, в настоящее время финансируются частными инвесторами, и многие из них стремятся внедрить технологию автономных транспортных средств (AV), чтобы стать прибыльными. Чтобы получить больше пассажиров, услуги мобильности должны быть конкурентоспособными по сравнению с другими видами транспорта с точки зрения стоимости и удобства. Мы делимся следующими идеями и рекомендациями по ускорению внедрения общих мобильных сервисов в трех странах:

  • Поощрение объединения и электрификации поездок на автомобиле с помощью многоуровневых налогов и льгот может минимизировать влияние на заторы и качество воздуха, а также может помочь преодолеть сильные поведенческие предпочтения в отношении поездок в одиночку.
  • Ridehailing услуги будут процветать в плотной городской среде, где они конкурентоспособны по цене и удобству личных транспортных средств и могут быть интегрированы с общественным транспортом (автобусы, железная дорога и метро) и безмоторными видами транспорта.
  • Китай и Индия обладают потенциалом перепрыгнуть через американскую парадигму владения автомобилями из-за их быстрой урбанизации и менее укоренившейся автомобильной культуры.
  • Совместная мобильность должна быть хорошо интегрирована с существующей инфраструктурой общественного транспорта и должна быть частью будущих процессов планирования транзита.Следует поощрять более широкое использование государственно-частных партнерств для обеспечения эффективного использования государственных ресурсов и частных инвестиций.
Автономные транспортные средства

Технология автономных транспортных средств обладает долгосрочным потенциалом, чтобы по-настоящему разрушить текущую парадигму мобильности, но результат этого нарушения может не принести пользу обществу в равной степени и фактически может привести к менее равноправному доступу, большему скоплению людей и большему загрязнению. Обеспечение того, чтобы поездки на автономных транспортных средствах были как электрифицированными, так и объединенными, могут смягчить эти проблемы перегруженности и загрязнения и обеспечить надежную и недорогую мобильность для быстро урбанизирующегося общества.

Разработка AV в значительной степени обусловлена ​​частными инвестициями, но строго регулируется правительствами и тщательно контролируется общественностью. Мы делимся следующими идеями и рекомендациями по ускорению внедрения антивирусного ПО в трех странах:

  • Введение единых национальных руководств по тестированию AV, чтобы обеспечить четкий путь к производству AV-компаниями, создаст большее доверие на рынке и улучшит общественное мнение.
  • Поощрение электрификации и объединения AV-ресурсов с помощью многоуровневых налогов поможет предотвратить проблемы с перегрузкой и качеством воздуха, а также избежать потенциальных негативных побочных эффектов недорогих услуг AV-мобильности.
  • Создание стандартов ответственности и протоколов мониторинга транспортных средств может помочь избежать несчастных случаев со смертельным исходом и вселить доверие общественности.
  • Финансирование и исследования Китая в области AV-технологий, вероятно, ускорит темпы развития AV-технологий во всем мире.
Чему страны могут поучиться и поделиться друг с другом для ускорения внедрения

Поскольку Китай, Индия и США находятся на разных стадиях развития этих новых технологий, у них есть возможность поделиться опытом и адаптировать структуры друг друга для ускорения переход к глобальной мобильности, как показано в таблице выше.

Китай и Индия имеют две из самых быстроразвивающихся экономик в мире и стремятся стать мировыми лидерами в производстве транспортных средств и интеллектуальных мобильных технологий. Понимание роли этих стран в формировании нашего будущего глобальной мобильности - это первый шаг к обеспечению наилучшего возможного будущего мобильности.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *