Hybridní technologie

S požadavky moderní doby na vývoj technologií šetrných k životnímu prostředí se vypořádávají různé společnosti různě. Příkladem aktivního přístupu může být projekt společnosti General Electric „ecomagination“. Program má čtyři hlavní cíle: zdvojnásobit investice do výzkumu a vývoje; každý rok uvádět na trh vyšší počet produktů s ekologickým certifikátem, snižovat emise skleníkových plynů a zvyšovat celkovou energetickou účinnost. Představujeme kolekci nových strojů projektu „ecomagination“ patřících do rodiny hybridních technologií.

Hybridní lokomotiva GE Evolution

První hybridní tažná lokomotiva, která dokáže zachycovat a dále využívat energii vznikající při brzdění. Lokomotiva tuto energii ukládá do integrovaných bezolovnatých akumulátorových baterií a používá ji v případě potřeby jako dodatečného zdroje energie – díky tomu se dosáhne významné úspory až 15 % ve spotřebě paliva (nafty) a sníží se tak emise škodlivých plynů až o 50 % oproti jiným dodnes používaným lokomotivám, které se vyráběly před dvaceti lety.

V porovnání s lokomotivami vyráběnými v roce 2004 je tato nová schopna snížit za celý svůj život emise o takové množství, které za rok průměrně vyprodukuje 2600 automobilů (v USA). Pokud by nová lokomotiva nahradila všechny severoamerické lokomotivy vyrobené před rokem 2001, došlo by ke snížení emisí dusíku o 1/3 množství vyprodukovaného automobily na amerických silnicích.

Přínosy hybridní lokomotiva GE jsou nejen v oblasti ekologie, ale i v provozu. Základní výkon dieselového motoru je 3,3 MW a baterie jsou navíc dle potřeby schopny dodat energii a zvýšit tím výkon o dalších cca 1,5 MW. Díky tomu dokáže lokomotiva fungovat v podstatně vyšší nadmořské výšce a dokáže zdolávat i strmější stoupání.

Hybridní lokomotiva Evolution Hybrid má být uvedena na trh v roce 2009.

Čtenáře 3Pólu, kteří by snad chtěli vidět tuto lokomotivu na českých tratích, musím zklamat. U nás (ani ve většině Evropy) by se nevyužila. Většina hlavních tratí je elektrifikovaná, provozovat pod ní dieselové lokomotivy není třeba, nemluvě o faktu, že by zajisté nesplňovala předpisy pro provoz svoji hmotností a rozměry. Hybridní lokomotivy však nejsou úplně neznámé ani u nás. ČKD vyrobilo již v roce 1986 lokomotivu s označením DA 600 se skromnějšími parametry (dieselový motor 0,19 MW, elektrický 0,36 MW), která po 10 let úspěšně posunovala vlaky v depu Olomouc.

Nákladní vůz na hybridní pohon

Terénní nákladní vůz určený do velkých pozemních dolů na hybridní pohon je osazen stejnými bateriemi jako předchozí lokomotiva. Jedná se o sodíko-niklo-chloridové (NaNiCl2) baterie, jež dokáže zachycovat energii získanou brzdění. Na projektu se podílí také americké ministerstvo energetiky.

Vůz se používá v těžkém terénu, zejména v těžebním průmyslu. Existují dva typy takových strojů – mechanický a elektrický. Mechanický vůz funguje na stejném principu jako každé jiné nákladní auto – vůz pohání dieselový motor a přenos hnací síly zajišťuje měnič momentu. Převodovka pak zajišťuje přenos síly na kola přes hřídele a rychlostní stupně. Brzdění obstarávají diskové brzdy, které jsou chlazené kapalinou kvůli snížení tepla vznikajícího na rotorech. U elektrického nákladního vozu je mechanické hnací ústrojí nahrazeno elektrickým. Dieselový motor roztáčí alternátor, který vyrábí elektřinu, a ta pohání trakční převodníky na motoru. Redukční stupně zvyšují kroutící moment zhruba třicetkrát. Při brzdění dokáže elektrický nákladní vůz používat motor jako generátor. U běžných nákladních vozů se tato energie ztrácí ve formě tepla, které pohlcuje chladič. A právě zde přichází ke slovu hybridní systém – dokáže tuto energii zachytit a uložit do baterií pro pozdější použití. Kdykoli potřebuje řidič přidat plyn, ať už zrychlit nebo zvýšit výkon pro výjezd do kopce, použije jako přídavek energii uloženou v bateriích. Tato energie, jež by jinak přišla vniveč, tak dodá motoru vyššího výkonu a zároveň přispěje ke snížení spotřeby paliva.

Autobus s nulovými emisemi

Dalším projektem je stavba prototypu autobusu na palivové články, který bude používat zcela nové komponenty a zcela nové lithium-iontové baterie.

Výsledkem tohoto vývojového projektu by měl být autobus s dojezdem přes 320 km a nulovými emisemi výfukových plynů. To je klíčový aspekt – vzhledem ke stále hustší dopravě v centru velkých měst a s tím souvisejícím smogem.

Nový hybridní motor pro vlečné čluny

Technologie hybridního motoru může najít využití i v lodní dopravě. Motor bude instalován v novém vlečném člunu, který bude pohánět dieselový agregát a dále bude člun osazen řadou baterií nové generace. Motory mají výkon od 1004 kW do 4239 kW. Nově vyvinuté řešení výrazně sníží spotřebu paliva i emise.

Podle údajů americké Správy vodních cest je jen ve Spojených státech na 4 000 vlečných člunů. Ty většinu času stojí na místě v pohotovostním režimu, ale krátkodobě se od nich vyžaduje silný výkon, když musejí na volné moře tahat velké křižníky a tankery. Díky hybridnímu pohonu by mohl být jejich provoz podstatně efektivnější a též ekologičtější.