Градски електрически транспорт

Електрическите и хибридни автобуси имат по-големи и не толкова критични размери в сравнение с леките автомобили и това дава благоприятни възможности в тях да се съчетаят различни технологии и да се търси най-добрия резултат. Например съществуват хибридни автобуси с удължения (съчленени автобуси), чиито покриви са със значителна площ и са подходящи за фотоволтаици със значителна мощност. Съществуват и разработки, при които за съхраняване на енергията при намаляване на скоростта и при спиране се използва маховик (fly-wheel), като акумулираната в него енергия се отдава при тръгване. Маховикът може да се развърта с висока скорост, например 60000об/мин. Технологията е сравнително евтина, но все още не е масова. Решението е почти изцяло механично.

Огромният парк на проверени в продължение на много години автобуси с ДВГ (двигатели с вътрешно горене) доведе до движението да се конвертира част от тях в електрически или хибридни автобуси. Освен това конвертирането се прави, както с експериментална цел, така и за разучаване на новите технологии, а също и за понижаване на цената, защото част от автобусите с ДВГ така или иначе трябва да излязат от експлоатацията. Тези от тях, които имат подходящи технически характеристики, могат да послужат като платформи за обучение и експериментиране с новите технологии, отработване на маршрути и разписания, тестване на инфраструктурата и запознаване на широката публиката с нововъведенията.

Конвертирането води до съществено опростяване на поддръжката на автобуса, например почти хиляда механични детайла биват отстранени, за да се сложат няколко нови блока, които на практика не се нуждаят от поддръжка. По-малко механични детайли обикновено означават и по-висока надеждност, по-дълга експлоатация и по-евтина поддръжка на превозното средство.

Инфраструктура и безопасност
Инфраструктурата за обслужване на електрическите или хибридни автобуси изглежда се вписва по-добре в чертите на съвременната електрифицирана цивилизация от инфраструктурата, необходима за поддържане на автобусите с ДВГ. Довеждането на големи количества електричество до големите градове изглежда по-евтино, безопасно и незамърсяващо от докарването на гориво с цистерни. Покривите и фасадите на част от сградите могат да се окажат подходящи за монтаж на инсталации с фотоволтаици за допълнително локално електрозахранване, т.е. производството на гориво за електрическите автобуси може да стане в градски условия, докато това е невъзможно при ДВГ.

Безопасността на електрическите или хибридните автобуси изглежда по-висока от безопасността на автобуси с ДВГ. По принцип автомобилите с бензин, дизел или на втечнен газ биха могли и да се възпламенят и огънят да нанесе материални и човешки щети. Възпламеняването на електрическите автобуси не изглежда вероятно. Моделите с ремаркета за батерии и ДВГ изглеждат още по-безопасни. Батериите и ДВГ може да се разположат и в удължение на автобуса, което не се използва от пътници. Необходима е обаче многогодишна експлоатация на множество превозни средства от различни типове за да се натрупа статистика, да се направят сравнения, анализи и изводи.

Накратко за батериите
В електрическите и хибридните автобуси се експериментира с голямо разнообразие на батерии, като в едно превозно средство може да има съчетани няколко технологии и инсталации с батерии в зависимост от изискванията. При част от електрическите и хибридни автобуси батериите на базата на олово се използват за основен вторичен източник на енергия, заради ниската цена и предсказуемото поведение. Обаче тези батерии са сравнително тежки. Голяма част от по-скъпите и съвременни проекти залагат на някоя от разновидностите на литиево-йонните батерии поради по-добрите им показатели.

За в бъдеще все повече ще се разчита на батерии, позволяващи бързо зареждане – например, в рамките на около пет минути да става зареждане до 60-90% от капацитета на батериите. За съжаление батериите на базата на олово не са подходящи поне засега за толкова бързо зареждане. Част от литиево-йонните батерии, обаче, могат да се зареждат с тази скорост.

Никел-мангановите батерии също се използват в някои от проектите. Сравняването на параметри и цени на огромното разнообразие на разновидностите на основните технологии за батерии е силно затруднено поради бързо развиващата се област и достъпа само до публикувани цени, които може и да се различават значително от цените на производителя. Освен това производителите, които публикуват подробни данни за батериите, не са много.

Батериите на електрическите и хибридните автобуси вече могат да се зареждат както жично, така и безжично от външната мрежа. Вторият начин на зареждане използва индуктивно зареждане (inductive charging) от инсталация, разположена обикновено над и/или под превозното средство. При него обаче контактните загуби изглеждат по-големи и устройствата са по-сложни и по-скъпи. Предимството е че процесът може да бъде напълно автоматизиран и може да се прилага на спирки, светофари и на други места, където превозното средство може да прекарва по няколко минути като част от маршрута.

Експериментира се и със станции, в които батериите се зареждат изцяло от слънчева енергия, а също и с батерии на покривите на превозните средства, които обикновено доставят малки количества енергия за нуждите на този вид автобуси.

Електромагнитно поле или изгорели газове?
Автобусите с ДВГ произвеждат шум и отработени газове и затова се мисли за тяхната подмяна, където е възможно и изгодно с електрическите и хибридни автобуси. Последните, обаче, имат също проблеми освен споменатите по-горе, като например по-високата цена и необходимостта от инфраструктура. Те имат по-силно електромагнитно поле от автобусите с ДВГ. Токовете за бързо зареждане на батериите може да са стотици ампери при високи напрежения. Използването на индивидуални електродвигатели на всяко колело с високочестотни цифрови управляващи блокове създават широкоспектърни смущения, които не могат да се елиминират напълно. Известно е, че живите организми са чувствителни към електромагнитните полета. За разлика от шума, електромагнитните полета се контролират по-трудно и по-скъпо, тъй като хората нямат явно оформени рецептори за тях. Необходими са специални прибори и най-вече трябва да се познава дълговременния ефект върху човека и останалите живи организми.

За щастие кабелите и електродвигателите в електрическите и хибридните автобуси могат да бъдат много добре екранирани, така че да излъчват минимално. Това обаче ще увеличи цената и теглото на превозното средство. Освен това след ремонт екраните трябва да се монтират точно и да се направи необходимата проверка, за да е сигурно че няма вредни излъчвания. Това е област за допълнителни измервания и наблюдения.

Счита се че изгорелите газове от ДВГ на хибридните автобуси са минимизирани до голяма степен поради оптималния режим, в който работи двигателят. Износването на ДВГ при хибридните автобуси е по-малко и замърсяването няма да се промени значително в процеса на експлоатация. При повечето от тях липсва и класическата скоростна кутия, която е тежка и скъпа. В нея има загуби на енергия. Освен това по-принцип скоростната кутия е слабо звено в трансмисията на превозното средство.

Електричество от шума
Шумовото ниво на оживените улици, булеварди и кръстовища е с доста високо ниво в продължение на 8 -12 часа на ден. Обикновено шумът е сравнително нисък през нощта и през почивните дни. За да се защитават обитателите на сградите от този шум, се засаждат дървета, издигат се шумозащитни стени и т.н. Шумът представлява механично налягане, а механичното налягане може да се превърне в електричество, например чрез пиезоелементи. Ето защо можем да си представим в бъдеще, че покрай шумните улици, булеварди и кръстовища ще има шумозащитни прегради, покрити с елементи, произвеждащи електричество, което ще се използва веднага или ще се складира в АКБ. Това изглежда технически осъществимо, но доколко е икономически изгодно предстои да се определи.