Mens vi venter på elbilen

Peter Cordsen
12. juli 2010, 12:01

Lad os forestille os, at en person bor 50 km. fra sit arbejde, og at denne strækning hovedsageligt skal tilbagelægges på en landevej med omkring 80 km/h. Dette vil være en oplagt opgave for en elbil – men hvordan med kørselsøkonomien?

Det burde være muligt at køre den pågældende strækning i en ny lille dieselbil med et gennemsnitligt forbrug på 22-24 km/l. Det vil altså sige, at turen til arbejde vil koste omkring 20 kr. hver vej i rene brændstofudgifter.

Ser vi på det tilsvarende elforbrug i en elbil, er der ikke så mange erfaringer at trække på, men forbruget ligger på mellem 10 og 23 kWh/100 km. I vores tilfælde vil forbruget måske ligge på 7 kWh for de 50 km. Med en pris på 2 kr./kWh koster turen ca. 14 kr. pr. vej. Det vil sige, at man sparer 6 kr. pr. tur – en besparelse på ca. 30%. Ikke dårligt.

Men hvad nu med batterierne? – de holder jo ikke evigt.

Et Lithium-ion batteri kan tåle omkring 1000 op- og afladninger før kapaciteten falder utilladeligt. Hvis man arbejder 200 dage om året, vil batteripakken skulle udskiftes efter 2½ år og 20.000 km’s kørsel. Og batteripakken må højst koste 6.000 kr., hvis sammenligningen med dieselbilen ikke skal falde negativt ud.

Hvis man vil være sikker på at kunne køre de 50 km på en opladning, skal der være en vis sikkerhed, f.eks. for det tilfælde at der en dag er forrygende modvind. Så mindre end 100 km pr. opladning vil næppe være forsvarligt som kapacitet. Det vil sige at kapaciteten på batteriet skal være på mindst 14 kWh.

Den meget omtalte elektriske sportsvogn Tesla har en batterikapacitet på 53 kWh, og en batteripakke koster 12.000 USD. Hvis en batteripakke på 14 kWh er tilsvarende billigere, vil prisen være godt 3.000 USD – over dobbelt så meget som ønskeligt.

Heller ikke hvis man prøver at undersøge priserne på andre batterityper virker det umiddelbart muligt at komme ned på en pris der kan betales af den forskel på de 8-9 øre pr. km der kan opnås med en elbil i forhold til en lille dieselbil i dette eksempel.

Man kan med rette indvende meget mod den slags konstruerede eksempler, men det kan dog konkluderes, at med dagens priser på brændstof, el og batterier er det ikke i ethvert tilfælde oplagt at vælge en elbil frem for en lille dieselbil, selv om kørselsmønsteret ligger inden for elbilens muligheder.

At prisudviklingen vil være til gunst for elbilen er der dog næppe tvivl om. Hvad gør en opfinder så i ventetiden? Ja, her er et enestående eksempel på en udvikling der kan forventes med stor sikkerhed. Derfor er der god tid til at forberede løsninger på de problemer, som elbiler indebærer. Mange af dem kender man allerede i dag, og mange flere vil komme til at møde dem om få år – et stigende marked.

Her skal blot nævnes nogle få:

Opvarmning og afkøling af elbilers indre på en energieffektiv måde

Afdugning og afisning af ruderne da man jo har meget lidt spildvarme.

Alternativ til vakuumforstærkere til bremser

Der er nok at tage fat på…

Hvad synes du om indlægget?

Hjalp mig videre (104)
Ikke relevant for mig (130)
Gjorde mig klogere (108)
Fold ud

Tænk over hvordan du deler dine ideer og med hvem

Når du bruger Opfind.nu er det dig, der har ansvaret for, hvornår du vælger at dele din viden med andre, og hvornår du vil hemmeligholde dine ideer. Vi stiller redskaberne for begge dele til rådighed.
Du beslutter, hvordan du vil bruge disse redskaber. Husk, at det sker på eget ansvar.

Vær særligt opmærksom på, at en opfindelse ikke kan patenteres, hvis den tidligere er:

• bragt på markedet,
• omtalt offentligt i medier (fx på nettet, i tv, nyhedsblade, faglitteratur mv.)
• omtalt i foredrag, vist på udstillinger, messer eller i brochurer

Du kan læse mere om patenter, eneretsbeskyttelse og hemmeligholdelse i Trin 2.

Videndeling eller hemmeligholdelse
Det kan være svært at beskrive præcis hvornår du skal videndele, og hvornår du skal hemmeligholde. Det er vores erfaring, at de fleste mennesker, der arbejder med nye ideer, er mere hemmelighedsfulde end nødvendigt.

Når man arbejder med ideer og opfindelser, er der kort fortalt to meget forskellige faser:

1. Idefasen
Den ensomme opfinder, der ruger over sine ideer, findes endnu - men erfaring viser, at de bedste ideer kommer fra mennesker, der videndeler. På vores blog kan du netop det - få inspiration, bygge på andres inspiration og inspirere andre.

2. Kommercialiseringsfasen
Når en ide begynder at tage form og blive til en konkret og realistisk opfindelse, skal den holdes hemmelig. Hvis man senere vil opnå patent, må ideen ikke have været offentliggjort. Og en ide kan kun kommercialiseres ved licensformidling, hvis den kan beskyttes med fx patent.

Din adfærd på Opfind.nu i praksis
Når du opretter en profil på Opfind.nu, har du adgang til at udfylde de formularer, som er tilknyttet De 10 Trin. Formularerne kan du gemme og printe, som du selv foretrækker det. Det er kun dig selv, der får adgang til at se, hvad du indtaster i formularerne. Formularen til trin 1 kan du vælge at sende ind til Opfinderrådgivningen. Den dataoverførsel, som sker her, er krypteret, og opfinderrådgiverne, der modtager formularen, har tavshedspligt.

Hvis du laver en beskrivelse af dig selv under din profil, skal du overveje nøje, hvad du vælger at skrive her, da den information vil kunne ses af andre brugere.

Når du skriver kommentarer på sitet via webloggen, skal du være opmærksom på, at andre brugere kan se de kommentarer, du lægger på. Det vil sige, at det ikke er her, du skal dele fortrolige oplysninger.

Hvis du har nogen spørgsmål til brugen af Opfind.nu, er du velkommen til at kontakte os.

God fornøjelse.

Torben Nielsen

16. juli 2010 kl. 19:05

Hej alle.

Jeg vil osse lige blande mig i debatten om el-biler.

Først og fremmest vil jeg give afdøde Mogens Teisen ret i at el-bilen tilhører fremtiden, også min fremtid.

Det er blevet gjort gældende at batteriernes kapacitet er blevet ca. 6 gange bedre siden 1899 fra ca. 20Wh/kg. til ca. 120Wh/kg.

Jeg vil nu komme med en ligenende påstand: jeg tror at biler med forbrændingsmotors brændstofforbrug har gennemgået en tilsvarende udvikling, fra år 1899 omkring 3-4 liter/km. til idag 20-24 liter/km.
Det vil sige at udviklingen i bilernes brændstofforbrug følger nogenlunde samme udviklingskurve som batteriets udvikling har gennemløbet.

Næste påstand er så: når nu vi så en dag får et batteri som er dobbelt så godt som idag, så har vores biler med forbrændingsmotor også udviklet sig så meget, at de kører dobbelt så langt på literen som idag.
Altså, der vil stadigvæk være en faktor 30-40 mere i energitæthed i den fyldte brændstoftank.

Den nuværende udvikling svarer til at batteriernes kapacitet er fordoblet og bilernes forbrug er halveret med ca. 35-40 års mellemrum.

Hvis vi antager, at batteriernes udvikling vil ske dobbelt så hurtigt som for biler med forbrændingsmotor, altså en fordobling af kapaciteten på 15-20 år, hvornår får vi så et batteri som er lige så godt, som en fyldt brændstoftank?

En eller to af jer derude med bedre matematiske færdigheder end jeg har, må gerne komme med et bud på hvornår de to kurver mødes.

Med venlig hilsen

Torben Nielsen

Torben Nielsen

16. juli 2010 kl. 19:12

Lige en korrektion, forbruget skal ovenfor selvfølgelig være i km/liter og ikke omvendt.

Undskyld smutteren.

Peter Cordsen

20. juli 2010 kl. 11:53

Hej alle,
Torben Nielsen overvejer i sit blogindlæg den 16. juli, hvordan den fremtidige udvikling ser ud for henholdsvis batterier og brændstoftanke – nærmere betegnet, hvornår vil man kunne køre lige langt på et batteri og en tank brændstof under nogle givne forudsætninger. Torben efterlyser også en med matematiske færdigheder, der kan beregne hvornår de to kurver mødes.
Jeg skal bestemt ikke prale med mine matematiske færdigheder, men sådan en udfordring kunne jeg alligevel ikke sidde overhørig, så jeg gik i gang med et regneark.
Det nedslående resultat er, at med de forudsætninger, at traditionelle biler vil fordoble deres brændstofudnyttelse hvert 40. år målt i km/l og at batterier i fremtiden vil fordoble deres energilagringsevne hvert 20. år målt i Wh/kg, så vil vi havne en gang i det 23. århundrede, før kurverne krydser hinanden. Og da vil den traditionelle bil køre over 1000 km/l brændstof.
Men retfærdigvis må det siges at meget mindre kan gøre det. Og sammenligningen halter også på en lang række andre punkter. F.eks. kræver den traditionelle bil langt mere ud over brændstoftanken end elbilen kræver ud over batteriet.
Sammenligningen er interessant som tankeeksperiment, og den viser, at det kræver kreativitet at omgå de iboende vanskeligheder, som elbilen endnu må kæmpe med.

Torben Nielsen

25. juli 2010 kl. 22:06

Hej igen.

Jeg vil liige give et bidrag mere til debatten om el-bilen.

Jeg er lidt mere interesseret i at vide, hvilket behov det forventes at el-bilen skal dække.

Som det er nævnt i oplægget, er det den daglige individuelle persontransport, som først og fremmest er behovet.

Men der er mange måder at dække dette behov på; skal det være en el-bil eller et el-drevet personkøretøj?

Med en el-bil mener jeg et køretøj som minder om eks. VW Golf, men har fået byttet forbrændingsmotor og brændstoftank ud med el-motor og batteri, - med andre ord, ser ud som en almindelig bil.

Eller skal vi have et el-drevet personkøretøj, som gør op med forestillingen om, at en bil absolut skal have fire hjul og et rat, således at vi får noget, - som ikke ligner noget der er set på vejene i dag.

For el-bilen er den store knast kapaciteten på batteriet, og for at finde ud af hvor meget kapacitet der egentlig er brug for kan man stille spørgsmålet på to måder, og første spørgsmål lyder sådan her: hvor meget effekt har vi brug for? På den måde kan vi få et overblik over hvor store batterier vi skal have når vi lægger alle effektforbrug sammen, - (kørsel, kabineopvarmning, afrimning, lys og lignende).
Og på den måde havner vi lynhurtigt på en kapacitet, som kun noget der ligner den omtalte Tesla-sportsvogn, er i stand til at dække. Og hvor mange Tesla’er er der solgt her i landet? Ikke mange, vel!

Stiller vi derimod spørgsmålet om kapacitetsbehov på den anden måde, så lyder spørgsmålet således: hvor lidt kapacitet kan vi nøjes med? Når vi på den måde barberer alt overflødigt fra, ja, så havner vi på noget der ser ud som en el-cykel. El-cyklen bruger kun strøm til kørsel og kørelys. Og hvor mange el-cykler bliver der solgt her i landet? Tusinder? Ja, det er deromkring, ikk?

I dag er el-cyklen det eneste el-køretøj, hvor den enkelte forbruger er parat til at betale for det hele selv, alle andre el-kørtøjer kræver sponsorstøtte eller offentlig støtte for at blive til noget.

Jeg vil ikke på nogen måde afskrive el-bilen, jeg vil bare slå fast at man er nødt til, helt anderledes benhårdt at prioritere kapacitetsbehovet, for der vil aldrig være andet end lige akkurat nok.
Så kan det godt være, at vi får nogle køretøjer som ser radikalt anderledes ud, end dem der befinder sig på vejene i dag.

Og så et lille regnestykke.
Lad os antage, at vi bytter Danmarks bil-beholdning på ca. 2 millioner biler ud med el-biler, og hver el-bil har en kapacitet på 20 kWh, og at et kraftværk har en kapacitet på 1000 MW. Nu har alle så det samme kørselmønster og sætter bilen til opladning kl 18, hvor kraftværkerne i forvejen kører på fuld kraft.

Hvor mange ekstra kraftværker skal vi have, blot til at dække opladning af bilernes batterier?

Ca. 40 stk. – skræmmende, ikk?


Med venlig hilsen

Torben Nielsen

Peter Cordsen

26. juli 2010 kl. 12:59

Hej igen,
Torben Nielsen efterlyser i sit seneste blogindlæg en anden måde at tænke begrebet ”elbil”. Jeg kunne ikke være mere enig. Det er efter min mening lige præcis der, at nøglen til elbilens fremtid ligger. Men det kræver sandelig også, at brugerne er parat til at acceptere noget helt andet, end en kabine på 4 hjul med en samlet vægt på over en ton.
Det mærkelige er, at i 1959 kunne man godt sælge en NSU Prinz II. Den havde plads til 4 personer (snæver, bevares), vejede 505 kg. og havde en motor på 14,9 kW (20,3 hk) og kunne køre 109 km/h.
Det er så nok spørgsmålet, hvordan den ville have klaret en moderne NCAP-crash-test…
Man kunne også sælge en Messerschmitt KR 200 kabinescooter hvor to personer sad bag hinanden – den vejede blot 230 kg, havde en motor på 9,7 hk. Og kunne køre 100 km/h.
Så der kunne måske ligge en udfordring i at stille sig følgende opgave: Konstruer et køretøj som en moderne udgave af en Messerschmitt KR 200 med de egenskaber som man forventer af dagens køretøj – og gør den el-drevet.
Og eksemplet med den samtidige opladning af alle el-bilerne er selvfølgelig absurd. Heldigvis forventer ingen, at alle biler konverteres til el-drift, og at de skal have samme energiindhold som traditionelle biler. Og selv et mindre antal elbiler vil kunne arbejde med styret opladning, så man kan vende en ulempe til en fordel.

Venlig hilsen
Peter Cordsen

Torben Nielsen

27. juli 2010 kl. 19:09

Hej alle, igen

Lad os prøve at opstille nogle krav til el-bilen, eller lad os kalde det for et el-køretøj.

Først og fremmest hvad skal transporteres?

I første omgang ville jeg have sat begrænsningen til det mindst mulige; nemlig én person.
Men efter at have overvejet tingene meget grundigt, er jeg havnet på, at to personer giver flere fordele end ulemper.

Det er så ikke ligegyldigt, hvordan disse to personer er placeret i køretøjet, jeg er kommet frem til at disse to personer skal sidde i forlængelse af hinanden, men med ryggen til hinanden. Det er godt nok en tungere og længere løsning end hvis personerne sidder i samme retning. Til gengæld får vi så et langt og smalt køretøj, hvor vi kan optimere den vigtigste køremodstand, vindmodstanden, til det ekstreme, især hvis vi så vælger et lay-out med et forhjul og to baghjul, profilen af et sådan køretøj kommer til at minde om et rundnæset riffelprojektil.

Hulrummet imellem de to ryglæn kan udnyttes som motor/batterirum, hvorved resten af køretøjets indre plads kan bruges til nyttelast.

For at kunne optimere over for vindmodstand er det vigtigt også få en lav højde på køretøjet, både for at få et lavt tyngdepunkt, men også for at minimere frontarealet.

Men når nu køretøjets facon på denne måde er bestemt for at optimere vindmodstanden, så er der et problem, som jeg ikke har været i stand til at løse: hvordan fanden kommer man ind og ud af sådan et køretøj? Det har virkelig drillet mig, skal der være to åbninger eller kun én, eller bliver det et køretøj for unge mennesker, hvor man skal smyge sig ned i en kørebrønd? Eller hvad?

Så, som man kan se, kommer udviklingen af el-bilen til at foregå på to parallelle retninger: en for selve køretøjplatformen, og en for drivaggregatet, nok mest for batterierne, motorerne er ganske gode allerede i dag.

Den udvikling som kommer til at foregå på køretøjplatformen, kommer sikkert også til at smitte af på køretøjer med forbrændingsmotor.

Prøv engang og forestille sig, at det ovennævnte køretøj blev udstyret med en 500ccm motorcykelmotor i stedet for en el-motor, her ville en 20 liters tank række meget langt.


Med venlig hilsen

Torben Nielsen