🦄 Rower Elektryczny Z Odzyskiem Energii

Pod uwagę bierzemy wyłącznie oferty z możliwością darmowej wysyłki, aby zakup roweru elektrycznego nie wiązał się z dodatkowymi kosztami. Zobacz również: Top 10 gadżetów i urządzeń Smart Home z AliExpress, które musisz mieć [19.04.2023] Jaki rower elektryczny do 5000 zł - oto najbardziej atrakcyjne oferty ameryki drugi raz nie chcę odkrywć.interesują mnie ekologiczne napędy rowerowe. rowery bez większych przeróbek. do napędu silniki wolnoobrotowe bezszczotkowe z magnesami trwałymi np. neodymowymi o bardzo dużej sprawności, mocy do 500 W moc - większe bezpieczeństwo cieplne z odzyskiem energii przy hamowaniu lub zjezdzie. obroty W zależności od potrzeb znajdziemy modele skierowane typowo do codziennej jazdy miejskiej, turystyki lub bardziej sportowych zastosowań. Wybierając rower elektryczny dla seniora, przede wszystkim warto zwrócić uwagę na wygodę i funkcjonalność. Typowo sportowe modele dla osób, które nie uprawiają aktywnie sportu, mogą okazać się Wyrażam zgodę na używanie przez Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, z siedzibą w Warszawie przy ul. Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, telekomunikacyjnych urządzeń końcowych, których jestem użytkownikiem, dla celów marketingu bezpośredniego zgodnie z art. 172 ustawy z dnia 16 lipca Silnik elektryczny najczęściej łączy się bezpośrednio z korbą albo znajduje się w przedniej lub tylnej piaście koła. Zadaniem kontrolera jest sterowanie pracą silnika, w tym przekazywanie energii z baterii. Skupia w sobie wszystkie elementy układu napędowego. Wraz z czujnikiem ruchu tworzy system wspomagania jazdy. Oferta: 4617237f-36c6-4630-b349-be737dc11d8f. Kup teraz: Rower Elektryczny Zasięg 250 km Moc 650W (1,2kWh) za 2300,00 zł i odbierz w mieście Hrubieszów. Szybko i bezpiecznie w najlepszym miejscu dla lokalnych Allegrowiczów. Gwarancja najniższej ceny. 313,27 zł x 15 rat. raty zero. sprawdź. 1 Moneta. kup 600 zł taniej. 4712,99 zł z dostawą. Produkt: Rower elektryczny Zundapp Z810 rama 19,5 cala aluminium koło 28 " czarny 250 W. dostawa we wtorek. Elektrociepłownia Rzeszów od 2023 r. obędzie się bez węgla. Rozbudowa Instalacji Termicznego Przetwarzania z Odzyskiem Energii oraz budowa kotłowni gazowej to dwie inwestycje, które są realizowane w elektrociepłowni w Rzeszowie. Dzięki nim w 2023 r. elektrociepłownia przestanie używać węgla. Jak powiedział we wtorek w czasie Dyu składany rower elektryczny, 14-calowy przenośny e-rower, inteligentny rower elektryczny z pedałowaniem wspomaganym, 3 tryby jazdy, regulowany wysokość, kompaktowy laptop, unisex dla dorosłych (czarny, D3F-10Ah) : Amazon.pl: Sport i turystyka xGCxVkv. Rower elektryczny stanowi alternatywę dla doskonale znanego nam roweru tradycyjnego. W przeciwieństwie do niego nie jest on napędzany jedynie siłą mięśni człowieka, ale również energią elektryczną. W jaki sposób działa taki pojazd? Co warto wiedzieć na jego temat? Ile kosztuje rower elektryczny? A także dla kogo są rowery elektryczne? O tym będziemy pisać w tym artykule. Jak działa i jak obsługuje się rower elektryczny? Kluczowymi elementami napędzającymi rower elektryczny są silnik elektryczny, a także bateria i elektroniczny kontroler, który steruje pracą całego pojazdu. Z wyjątkiem tych wyróżnionych części rower nie różni się w zasadzie od tradycyjnego roweru. Jak możemy się domyślić jednym z najważniejszych komponentów roweru elektrycznego jest oczywiście bateria, która pozwala na zastąpienie siły napędowej produkowanej przez człowieka. Bateria litowo-jonowa, która jest używana również w nowoczesnych telefonach komórkowych (w rowerach jest oczywiście znacznie pojemniejsza i wydajniejsza), wystarcza na przejechanie nawet kilkudziesięciu kilometrów trasy na jednym ładowaniu. Zasięg baterii, czyli długość trasy jaka możemy pokonać na jednym ładowaniu może się znacząco różnić w zależności od stylu jazdy oraz stopnia wspomagania silnika. Przy oszczędnej jeździe i pojemnej baterii, zasięg może osiągnąć nawet ponad 100 kilometrów. Zaleca się jej wymianę po około 600-800 ładowaniach. Nowoczesny silnik elektryczny, który umożliwia użytkowanie energii zgromadzonej w baterii, jest energooszczędny, co pozwala na dłuższe korzystanie z pojazdu bez konieczności ponownego ładowania. Ile kosztuje przejechanie 100 km, dzięki jego pracy? Ogólny rachunek na przejazd takiego dystansu wynosi około 1 zł, którą trzeba wydać ładując baterię. Koszty zużycia energii są w rowerze elektrycznym bardzo niskie. Silnik elektryczny zamontowany w piaście koła roweru umożliwia osiągnięcie prędkości 25 – 50 km/h bez większego wysiłku, a jego moc mieści się zwykle w granicy 250 – 500 wat, choć można także dostać mocne silniki o mocy 1000 wat i więcej. Rower elektryczny nie uniemożliwia użytkownikowi napędzania go do działania w sposób tradycyjny – siłą ludzkich nóg. Wręcz przeciwnie! Silnik elektryczny możemy włączać, gdy czujemy się osłabieni, nie chcemy zmęczyć się na stromych podjazdach lub chcemy uzyskać wyższą prędkość poruszania się. Elektryka zainstalowana w elektrycznym rowerze daje nam możliwość podróżowania rowerem z ograniczoną intensywnością pedałowania. A jeśli mamy ochotę możemy na jakiś czas całkowicie wyłączyć silnik elektryczny i cieszyć się jazdą jak na zwyczajnym, mechanicznym rowerze. Rower elektryczny E-bike Cube 48V 1000W Regulacje prawne dotyczące jazdy na rowerze elektrycznym w Polsce – to musisz wiedzieć! W aktualnie obowiązującej ustawie Prawo o ruchu drogowym zamieszczona definicje roweru. Zgodnie z zapisem rower to: Pojazd o szerokości nieprzekraczającej 0,9 m poruszany siłą mięśni osoby jadącej tym pojazdem; rower może być wyposażony w uruchamiany naciskiem na pedały pomocniczy napęd elektryczny zasilany prądem o napięciu nie wyższym niż 48 V o znamionowej mocy ciągłej nie większej niż 250 W, którego moc wyjściowa zmniejsza się stopniowo i spada do zera po przekroczeniu prędkości 25 km/h. Jak widzimy rowery elektryczne spełniające powyższe wymagania zakwalifikowane są zgodnie z prawem do tej samej grupy co rowery tradycyjne, co oznacza, że do poruszania się nimi po drogach publicznych nie wymaga uprawnień jak posiadanie prawa jazdy czy też nie wymaga zakupu ubezpieczenia OC. A co z rowerami, które posiadają mocniejsze silniki i rozwijają większą prędkość? Wówczas rower taki zakwalifikowany jest do kategorii motoroweru (warunek to maksymalna prędkość 45 km/h oraz silnik o mocy nie większej niż 4000 wat. Jednak w wielu rowerach elektrycznych istnieje możliwość ustawienia ograniczenia maksymalnej prędkości oraz mocy silnika, dzięki czemu może kwalifikować się do poruszania się po drogach publicznych na takich samych zasadach jak zwykły rower, nawet jeśli wyposażony jest w komponenty przekraczające te limity. Ile kosztuje rower elektryczny? Cena roweru elektrycznego jest zależna od parametrów technicznych, jakości komponentów, a także marki. Obecnie dobry rower elektryczny można kupić za 5000 – 10000 złotych. Cenę zakupu takiego roweru można jednak znacznie zredukować. Coraz więcej osób przekonuje się do modyfikacji własnego roweru, czyniąc go rowerem elektrycznym za zaprawą zestawów posiadających wszystkie niezbędne komponenty jak sterownik, silnik, bateria, okablowanie, manetka gazu itd. Dobre, markowe zestawy oferowane są w cenach około 2500 – 3500 zł. Rower taki w niczym nie ustępuje rowerowi elektrycznemu zakupionemu w sklepie. Ze względu na wciąż wysokie ceny rowerów elektrycznych, dla wielu zakup zestawu do przerobienia roweru na elektryczny to jedyne wyjście. Typy rowerów elektrycznych Nie ma specjalnego rozróżnienia rowerów elektrycznych, odmiennego niż jest to w przypadku tradycyjnych rowerów. Elektryczne mogą być rowery miejskie, rowery trekkingowe, rowery szosowe, czy rowery górskie. Wszelkie elementy składające się na elektryczny napęd w rowerze można zaadoptować do praktycznie każdego roweru, dzięki czemu każdy z kolaży, może użytkować rower wspomagany elektrycznie bez względu na rodzaj uprawianego kolarstwa. Miejskie rowery jak i trekkingowe są jednak najbardziej popularne jeśli mowa o wersji elektrycznej. Elektryczny rower dostępny jest także w każdej wersji rozmiaru. Zarówno gotowe rowery jak i te powstałe po konwersji tradycyjnego mogą posiadać dowolny rozmiar ramy jak i kół – najczęściej spotykane koła w rozmiarze 27,5″ oraz 29″. W mniejszym zakresie koła 26″. Dodatkowe wyposażenie na rowery elektryczne – co trzeba, a co powinieneś posiadać? Nie istnieją żadne przepisy, które wymagałyby na rowerzyście posiadania dodatkowych akcesoriów czy wyposażenia na rowerze elektrycznym, poza tymi, które dotyczą tradycyjnych rowerów. Chodzi tutaj o takie elementy jak: oświetlenie białe lub żółte z przodu (ciągłe lub migające), czerwony odblask tylny oraz światło tylne czerwone (ciągłe lub migające), działający hamulec (przynajmniej jeden), sygnał ostrzegawczy (np. dzwonek, trąbka). Wiadomo jednak, że średnio na rowerze z silnikiem (e-bike) poruszamy się szybciej, dlatego ryzyko ewentualnych wypadków jest większe. Wobec tego cykliści nie powinni zapominać o takim wyposażeniu jak kaski rowerowe. Na rowerze MTB, enduro czy rowerach zjazdowych wymaga się zamkniętego kasku jak i ochraniaczy na kolana i łokcie. Serwisowanie rowerów elektrycznych Czynności serwisowe sprowadzają się praktycznie do tych samych, stosowanych dla rowerów tradycyjnych. W przypadku awarii urządzenia wchodzącego w skład osprzętu elektrycznego wymagany będzie serwis dedykowany rowerom elektrycznym i najczęściej polegał będzie na wymianie części. Nie są to jednak elementy eksploatacyjne czy awaryjne jak inne, które wymagają corocznych kontroli i smarowania (łańcuch, napęd, piasty kół, stery itp.). Podstawowe elementy roweru elektrycznego Baterie Baterie w rowerze elektrycznym odpowiadają za gromadzenie energii elektrycznej i przekazywanie jej do silnika. W zależności od tego jak pojemna jest bateria, rower będzie posiadał inny zasięg na wspomaganiu elektrycznym. Większe baterie pozwolą na dłuższe wyprawy rowerowe, będą jednak wymagały dłuższego ładowania. Pojemność baterii określa się jednostką Ah (amperogodzina) lub Wh – watogodzina. Większość dostępnych na rynku baterii posiada pojemność w zakresie 250 – 600 Wh. Bateria może być przystosowana do montażu na ramie roweru lub do bagażnika. Bateria znacznie wpływa na wagę roweru ze względu dość sporej masy własnej. Silniki Silniki elektryczne do roweru to urządzenie, które bezpośrednio wspomagają jazdę rowerzysty podczas pedałowania. Urządzenia te są zwykle umiejscawiane w piaście kół lub w okolicy mechanizmu korbowego. Silniki umieszczane w piaście koła są rozwiązaniem bardzo popularnym, co ważne umożliwiają zaadoptowanie osprzętu elektrycznego do tradycyjnego roweru. Silniki w ramie czy mechanizmie korbowym są konstrukcjami specjalnymi, spotykanymi jedynie w gotowych rowerach elektrycznych. Moce silnika elektrycznego w rowerze są różne, w większości dostępnych modeli znajdziemy silniki o mocy od 200 do 1000 wat. Im mocniejszy silnik tym szybciej będzie zużywał baterię, uwzględniając oczywiście intensywny styl jazdy. Większość rowerów elektrycznych posiada panel sterowania, który umożliwia nałożenie blokady, która wyłącza wspomaganie jazdy po osiągnięciu przez silnik mocy 200W, celem dostosowania pojazdu do obowiązującego w Polsce prawa. Rowery elektryczne Wśród wszystkich rowerów sprzedawanych w Europie Zachodniej coraz większą część stanowią jednoślady elektryczne. Dzięki zastosowaniu silnika i baterii rowerzysta może czerpać przyjemność z jazdy niemal w każdych warunkach – bez odczuwania zmęczenia. Co przemawia za sięgnięciem po rower elektryczny? Komu może się przydać taki sprzęt? Przeczytaj o tym poniżej! Rower elektryczny – czym różni się od tradycyjnego? Co interesujące, rower elektryczny wspomagany do prędkości 25 km/h jest zbudowany na podzespołach, które są wspólne także dla innych jednośladów. Nie ma konieczności stosowania w nich np. wydajniejszych hamulców lub innych wzmacnianych części przystosowanych do homologacji na pojazdy elektryczne. Dlatego dla jednośladów takich jak rower elektryczny Etropolis, jedyną różnicą jest zastosowanie silnika i baterii. Zwykle silnik umieszczany jest w tylnej lub środkowej piaście. Natomiast bateria w rowerach miejskich czy trekkingowych umiejscowiona jest na bagażniku. W modelach szosowych i górskich jest ona zamykana w ramie, co utrudnia rozpoznanie roweru elektrycznego. Jak działa rower elektryczny Etropolis? Zasada działania roweru elektrycznego jest bardzo prosta. Trekkingowy rower elektryczny lub którykolwiek inny z silnikiem i baterią wspomaga rowerzystę podczas jazdy. Gdy rower porusza się powoli, silnik zapewnia niewielkie wsparcie. Podczas dynamicznej jazdy silnik generuje maksymalną moc – aż do momentu przekroczenia 25 km/h. Wtedy jego wspomaganie się wyłącza i rowerzysta wykorzystuje tylko siłę swoich nóg. Dzięki takiemu podziałowi mocy rower elektryczny Etropolis może poruszać się podczas spokojnej jazdy przy minimalnej ingerencji rowerzysty. Jeśli jednak chce on jechać szybciej, silnik nie ingeruje w jego styl jazdy. Dla kogo jest rower elektryczny? W zasadzie nie ma ograniczeń co do zastosowania rowerów elektrycznych firmy Etropolis. Rower szosowy, trekkingowy lub miejski może być wykorzystywany niemal przez każdego rowerzystę, który ma ochotę się nim poruszać. Są jednak grupy osób, które szczególnie będą ceniły sobie taki model jednośladu. Przede wszystkim są to osoby starsze, które mogą mieć pewien problem z poruszaniem się rowerem. Aby nie rezygnować z aktywności fizycznej, mogą wybrać dla siebie rower elektryczny Etropolis. W ten sposób zapewnią sobie odpowiedni poziom codziennego treningu i wsparcie podczas poruszania się np. wśród miejskiej zabudowy. Inną grupą odbiorców rowerów elektrycznych są osoby pracujące w sporych miastach. Zamiast wsiadać do auta i spędzać czas w korkach można dojechać do pracy i wrócić do domu właśnie jednośladem. Rower elektryczny rozwiązuje problem zmęczenia i nieświeżości po porannej przejażdżce do miejsca pracy. Dzięki niemu nawet osoby pojawiające się w firmie w koszuli, marynarce czy żakiecie mogą pozwolić sobie na szybką jazdę jednośladem. Co wziąć pod uwagę przy zakupie roweru elektrycznego? Cechą wspólną dla wszystkich rowerów jest ich przeznaczenie. Wybierając firmę Etropolis i rower trekkingowy lub górski stawiasz na szybkie i nowoczesne modele, które świetnie sprawdzają się w terenie. Rowery miejskie natomiast odnajdą się podczas spokojnych przejażdżek na utwardzonej i płaskiej nawierzchni. Poza tym każdy rower elektryczny ma nieco inne cechy. Jedną z nich jest pojemność akumulatora i jego maksymalny zasięg. Kolejny czynnik to umiejscowienie silnika elektrycznego (centralne lub tylne). Warto wziąć również pod uwagę sposób regulowania mocy podczas jazdy. Zwłaszcza moment odłączania wspomagania ma spore znaczenie, by przekraczając 25 km/h rowerzysta nie odczuł nagłego szarpnięcia. Czy teraz uważasz, że rower elektryczny Etropolis to sprzęt dla Ciebie? Sprawdź wszystkie dostępne modele widoczne w naszym sklepie i wybierz najodpowiedniejszy dla siebie! Odzysk energii w rowerze elektrycznym, to „kusząca sprawa”. Nie zawsze jedziemy pod górkę, nie zawsze przyśpieszamy. Równie często sytuacja jest przeciwna. Energii nie trzeba dostarczać, a wytracać ją, i zamieniać na ścieranie klocków hamulcowych. Może by część tej energii dało się odzyskać? Czy jest możliwa konstrukcja pozwalająca na hamowanie silnikiem? Czy może on wtedy pracować jako prądnica i doładowywać akumulator? Odpowiedź na te pytania jest twierdząca. I choć konstrukcja całego systemu (akumulator, silnik-prądnica, układ hamulcowy) bardzo się komplikuje, sprawa jest „kusząca”. Rowery elektryczne z „najwyższej półki” posiadają taką opcję. Czy jednak jest to w większym stopniu „gra warta świeczki”, czy też slogan reklamowy, zabieg marketingowy? Aby odpowiedzieć na to pytanie, zrobimy proste obliczenia, a ponieważ bazują one na elementarnych prawach fizyki, autor pozwolił sobie je przytoczyć w bieżącym opracowaniu. Nie cała praca wkładana podczas pedałowania, i to nie ważne czy siła pochodzi z mięśni rowerzysty, czy też wspomagana jest silnikiem, „idzie na” pokonywanie oporów ruchu. Na tarcie będące nieodłącznym elementem każdego „toczenia się”, bądź na pokonanie oporu powietrza. Tej części włożonej pracy z całą pewnością odzyskać się już nie da. W konsekwencji, jak każda energia zamieni się na postać o największej entropii, czyli na ciepło. Jednak kiedy wjeżdżamy pod górkę magazynujemy energię w postaci potencjalnej. Że da się ją odzyskać, nie jest zaskoczeniem, gdyż zjeżdżając z górki, pedałować nie trzeba, a rośnie nam jeszcze energia kinetyczna. To druga postać energii, która przynajmniej teoretycznie, nie jest zmarnowana, da się odzyskać. Iż taki proces zachodzi, świadczy konieczność wyposażenia roweru w hamulce. Czy ktoś sobie wyobraża, aby ich nie było? Gdy na nie naciskamy, energię kinetyczną – oczywiście marnujemy. Jaki jest bilans między ilością pracy dostarczonej podczas jazdy rowerem. Ile z tego idzie na bieżące straty, a ile przynajmniej tymczasowo magazynowane jest w postaci energii kinetycznej i potencjalnej? Tymczasowo, bo w końcowym efekcie, ta część też musi zostać – zmarnowana. Ale czy musi? Z pewnością tak, poruszając się rowerem tradycyjnym, a także ze wspomaganiem elektrycznym. Są jednak rowery, w których odpowiedź na wyżej postawione pytanie powinna być negatywna. Jaką część energii (włożonej wcześniej pracy) da się odzyskać, zależy niewątpliwie od ukształtowania terenu i stylu jazdy. Intuicja podpowiada, że więcej „da się odzyskać” w terenie górzystym i przy dynamicznym stylu jazdy. Choć wygląda to bardzo zachęcająco, aby odpowiedzieć na pytanie „ile praktycznie da się odzyskać”, trzeba przeprowadzić proste rachunki, i taki jest cel niniejszego opracowania. Dodajmy, iż wypowiedziane tu słowo „praktycznie” jest ważne, bo teoretycznie – może to być całkiem sporo. I podkreślam, praktycznie-teoretycznie nie oznacza tu bynajmniej niedoskonałości całego systemu mechaniczno-elektrycznego odzysku energii. Tego aspektu niniejsze opracowanie nie analizuje. W rozważaniach abstrahujących od matematyki i fizyki, wydaje się iż bilans energetyczny jazdy na rowerze, stwarza przynajmniej teoretycznie możliwość, znacznego „ulżenia sobie”, gdyby energię dało się odzyskiwać. Opory powietrza przy prędkościach rzędu 20-tu km/godz wydają się znikome. Opory toczenia koła powiedzmy 28cali po asfalcie, także. Cała, lub przynajmniej gro pracy wkładanej w pedały wydaje się iść na przejściowe magazynowanie energii w postaci kinetycznej (gdy przyśpieszamy) lub potencjalnie (wjazd pod górkę). Obie postacie energii z którymi mamy tu do czynienia, dają się, przynajmniej teoretycznie – odzyskać. Jak to jednak wygląda, gdy przyjrzymy się „sprawie” dokładniej ? Zobaczmy. Na początek oszacujemy jakiego rzędu wielkości jest energia kinetyczna i potencjalna z którą mamy do czynienia poruszając się rowerem. Masę rowerzysty wraz z rowerem wezmę ze swojego przykładu = ok. 115kg, przy czym masa roweru jest tu znacząca. Dobry e-bike waży mimo wszystko ponad 20kg. Prędkość jazdy przyjmijmy 25km/godz, co odpowiada 7 metrów na sekundę (takie przeliczenie jest konieczne, gdyż aby nie pogubić się, wszystkie jednostki sprowadzamy do układu SI). Energia kinetyczna odpowiada połowie iloczynu masy i kwadratu prędkości, zaś potencjalna jest iloczynem masy, przyśpieszenia ziemskiego g= m/sek2 i wysokości, a dokładniej różnicy wzniesień, czyli wysokości względem przyjętego piedestału. W naszym przypadku przeliczenia dają wartość EnKin=2800 [kg x m2/s2] tj. 2800J (dżuli), EnPot=ok. 1100 Juli na 1 metr wysokości. (Przy okazji stąd widać, że rozpędzeni do prędkości 25km/h wjedziemy na wzniesienie metra). Na razie nie bardzo wiadomo, czy to dużo czy mało. “Dżul” w sumie jest niewielką jednostką energii/pracy. Aby mieć pełniejszy obraz trzeba to odnieść do ilości dżuli które wieziemy w akumulatorze, a także ich wydatku w jednostce czasu, czyli do mocy z jaką trzeba pracować (niezależnie czy pracować będzie silnik czy mięśnie rowerzysty) aby poruszać się z założoną prędkością. Tu rachunki są znacznie trudniejsze, aniżeli dla oszacowania energii kinetycznej i potencjalnej rowerzysty, gdyż trudniej zmierzyć siłę oporu powietrza i tarcia składające się na opory ruchu. Można oszacować, że na przejechanie rowerem jednego kilometra z prędkością 20 km/h, po płaskim terenie w bezwietrzną pogodę, potrzeba zużytkować około 5Wh, czyli Juli energii. Ale jak to obliczyć lub zmierzyć precyzyjnie? Wartości należy traktować jako orientacyjne, gdyż są one funkcją wielu czynników, jak rodzaj podłoża (drogi), rodzaj roweru (w szczególności opon, w tym stan ich napompowania), i oczywiście masy rowerzysty (wraz z rowerem i ew. bagażem), a także takie czynniki jak ubranie i pozycja rowerzysty, mające wpływ na opór powietrza. W tym momencie nie jest natomiast istotne, czy jedziemy rowerem zwykłym, czy elektrycznym, i ew. jaki jest podział między siłą mięśni, a wspomaganiem silnikiem. W tym momencie także niema znaczenia na jakim jedziemy biegu-przerzutce. Tak czy inaczej, jako punkt wyjścia dla obliczeń które mamy zamiar przeprowadzić w niniejszym opracowaniu, trzeba oszacować jakie są opory ruchu podczas jazdy rowerem. Jest to trudne do zmierzenia, i jak podano wyżej, zależy od wielu czynników. Podejście teoretyczne także nie jest proste, ponieważ trudne jest ujęcie ww. czynników w równania. Ktoś to jednak zrobił, i autor posłużył się kalkulatorem mocy Bicycle Power Calculator dostępnym w Internecie, a opracowanym na którymś z Uniwersytetów w USA. Autor wpisał do “kalkulatora” swoje dane, czyli rower o średnicy kół 28”, opony trackingowe, masa rowerzysty 90kg, masa roweru 25kg, opory powietrza odpowiadające wyprostowanej pozycji, dodatkowe mechaniczne opory napędzania roweru na poziomie 4%, jazda po terenie płaskim w pogodę bezwietrzną przy standardowym ciśnieniu i temperaturze. Z obliczeń wynika, że przy prędkości 20km/godz opory stanowią ok. 18 Newtonów (czyli nie całe 2 kG). Jeśli wartość tą przemnożyć przez prędkość, to otrzymamy, że trzeba pracować mocą ok. 100 Wat. I ten wynik obliczeń traktujemy jako punkt wyjścia dla dalszych. Autor w tym miejscu miałby ochotę skonfrontować wyniki obliczeń ze swoim doświadczeniem i odczuciem, z których wynikałoby, że “praktycznie” obliczoną wartość chciałoby się zawyżyć. To znaczy, że autor ma wrażenie, iż wartość stu wat jest niedoszacowana. Kilkukrotne przeliczenie prostych równań nie znajduje błędu, zaś Bicycle Power Calculator wydaje się być przygotowanym bardzo profesjonalnie, zatem postanowiono oprzeć się na “Mędrca Szkiełku i Oku”, nie na niemierzalnym subiektywnym wrażeniu. Prędkość 20km/h jest typowa dla jazdy nieco szybszej od spacerowej, i tą weźmiemy pod uwagę w większości obliczeń, aczkolwiek w kilku punktach będzie uzasadnione przyjęcie innej wartości. Prędkość jazdy jest decydująca, gdyż opory ruchu zależą od niej w silny sposób. Obniżenie prędkości o raptem 2km/godz pozwala zredukować moc o 15W (do wartości 85 Juli/sekundę). Gdy chcemy się poruszać z prędkością 25km/h, ten sam kalkulator wylicza, że musimy wydatkować już moc 160W. Wtedy jeszcze opory powietrza stanowią mniej niż połowę (44%), lecz powyżej tej prędkości one staja się dominujące. Przy prędkości 40km/godz stanowią już ok. 70% oporów, które łącznie dają siłę ok. czyli w przybliżeniu 38 Newtonów. Gdy to przemnożyć przez metra na sekundę (= 40km/godz) otrzymamy wartość ok. 420W. To już sporo jak na rowerzystę-turystę. Tylko dla ciekawostki podamy, jak wtedy musi pracować nasz biologiczny silnik. Przy założeniu “sprawności spalania” na poziomie 28% (wartość podawana przez biologów jako typowa) można przeliczyć, iż przy jeździe na rowerze z prędkością 40km/h po terenie płaskim, spalamy ok. 22 kcal energii na minutę. Dla zawodowego kolarza to może nie problem. Będąc zaopatrzonym w rower elektryczny, możemy sobie pomóc, mimo to, prędkość 40km/h będzie nas interesowała tylko z górki. Powyższe dane traktujemy jako punkt wyjścia. Do nich należy dodać energię, którą wieziemy w akumulatorze. Ilość Juli w akumulatorze można już przeliczyć dokładnie. Znów posłużę się przykładem swojego roweru : 26V x 21Ah = ok. 550 Wh = ok. 2 000 000 J. Należy co prawda, mieć świadomość, że szacowanie energii jaka jest do dyspozycji w akumulatorze, jako iloczyn jego napięcia i pojemności, jest wartością nieco zawyżoną, ponieważ nie można, lub nie należy baterii rozładowywać „do końca”, ze względu na jej żywotność. Dla dalszych obliczeń pozostaniemy jednak przy założeniu, iż E=UxPOJ. Ewentualną korektę można dodać na samym końcu wniosków. Teraz wiadomo, że teoretycznie (“bardzo teoretycznie”!) akumulator pozwoli mnie wwieźć na wysokość 1800 metrów, lub rozpędzić do prędkości 670 km/h! Szczególnie tą ostatnią wartość należy traktować jako ciekawostkę. Nadal nie wiadomo ile da się odzyskać z typowego hamowania i typowego ukształtowania terenu. Wiadomo natomiast, że nie warto przyśpieszać, aby za chwilę hamować (silnikiem) w celu podładowania akumulatora. Gdyby tak było, wartość takiej operacji byłaby o wiele większa, gdyż za Perpetuum Mobile, można by dostać co najmniej Nagrodę Nobla. W rzadkich przypadkach miałby sens wysiłek podładowywania akumulatora pracą pochodzącą z mięśni, aby mieć tą energię „na później”. W ogólnym rozrachunku traci wtedy sens wspomaganie się silnikiem, wybierając się na wycieczkę rowerową. Trzeba założyć model trasy i hamowania tylko te, które są konieczne. Konieczne dla zmniejszenia prędkości bądź zatrzymania się np. przed światłami w ruchu miejskim, bądź wytracenia prędkości z wartości nadmiarowej do założonej gdy zjeżdżamy z górki. Załóżmy na początek model trasy miejskiej. Załóżmy także wariant optymistyczny (dla odzysku energii), że poruszam się dynamicznie, czyli jadę szybko, a do hamowania zmusza mnie czerwone światło na skrzyżowaniu bądź pieszy wkraczający bez oglądania się na przejście-zebrę. Zakładamy wariant optymistyczny dla uzyskanych obliczeń ilości odzyskanej energii, gdyż bardziej „optymistyczny” czyli sensowny będzie taki, gdy przewiduję kiedy światło zmieni się na czerwone, lub kiedy osoba wejdzie na przejście dla pieszych. Gdy przewiduję te okoliczności dla uniknięcia gwałtownego hamowania, w przeciwnym razie przyjęty model jazdy upodabnia się do bezsensownej pogoni dla uzyskania Perpetuum Mobile. Na razie jedno jest pewne, że wyhamowując z 25-ciu km/godz do zera, mogę odzyskać 2800 juli energii pomniejszone o sprawność systemu, a już sama prądnica niema sprawności wyższej od 80%. Załóżmy, że do odzyskania jest 2200J ; ile takich sytuacji mogę mieć na odcinku trasy którą mogę pokonać w pełni naładowanym akumulatorem? Dystans ten trzeba też przyjąć arbitralnie na ok. 100km, a wynika on z wcześniejszych oszacowań, iż na jeden kilometr wydatkujemy 5 wat-godzin. Gdy przez tą wartość podzielimy pojemność akumulatora (550Wh), to wyjdzie 110km. Jeśli teraz natomiast skorygujemy ją o 10% w dół, ilość energii jaka musi pozostać w momencie, gdy inteligentny układ energy management zasygnalizuje, że battery is empty, i odmówi dalszego wspomagania silnikiem, to otrzymamy dokładnie wartość = 100km. Mamy jednak świadomość, że cytowane tu oszacowania odnosiły się do prędkości jazdy 20km/h. Jednostajnej prędkości w płaskim terenie. Teraz zakładamy jazdę dynamiczną z prędkością 25km/h, gdyż to są warunki optymistyczne dla pozyskania zwrotu energii. Nie mniej, całkowity dystans jazdy niewątpliwie się skróci, mimo “odzysku”. Dla zgrubnych oszacowań pozostaniemy jednak nadal na trasie o dystansie = 100km. W dużym mieście skrzyżowania ze światłami napotkam co ok. 300 metrów. Załóżmy, że na co drugim zaskakuje mnie światło czerwone, muszę gwałtownie hamować do zatrzymania się, a wcześniej rozpędziłem się do prędkości 25km/h. Choć model jest mało realistyczny, odzyskam 330 000 juli energii, a to raptem 16% pojemności akumulatora. O tyle mogę wydłużyć swoją wycieczkę jednorazowo naładowanym akumulatorem, przy czym koszt bonusu spada z 1grosza/km do faktycznego zera. Założyliśmy stosunkowo mało realny model poruszania się w terenie płaskim, gdzie na odcinku 100 km jestem zmuszony do gwałtownego hamowania co ok. 600 metrów, z być może zawyżonej dla przeciętnego rowerzysty prędkości 25km/h (pamiętajmy, energia rośnie z kwadratem prędkości). Przy takiej jeździe, arbitralnie przyjęty odcinek stu kilometrów, należałoby także praktycznie skorygować w dół, co sugeruje, że otrzymany wynik jest być może zbyt optymistyczny. Mimo to „odzysk” nie jest imponujący. Gdy pojadę mniej dynamicznie, a dodatkowo, mimo założonego celu odprężenia psychicznego, nie wyłączę szarych komórek zupełnie, przewidując sytuacje dla uniknięcia gwałtownego hamowania, ilość energii którą odzyskam poruszając się najdroższym e-bike-m spadnie z obliczonej wyżej wartości drastycznie. Realne nie jest więcej niż 5 do 10 procent. Czy gra jest warta świeczki? Zobaczmy, może lepiej „to wyjdzie”, gdy wybiorę się za miasto, najlepiej na górską wycieczkę. Teoretycznie, z energii potencjalnej może być do odzyskania sporo. Gdyby mnie „spuszczać na kołowrotku” ze 100 metrów, podładowałbym akumulator energią 110 000 dżuli, co stanowi już jego pojemności. Teoretycznie mógłbym zjeżdżać z Kasprowego Wierchu (na hamulcu), bo też teoretycznie, akumulator byłby mnie w stanie tam wwieźć. Zejdźmy jednak „na Ziemię” i załóżmy model choć teoretyczny, jednak taki który ma sens. Aby nie być posądzony o chęć zbudowania Perpetuum Mobile, sens ma hamowanie z górki tylko wtedy, gdy jest na tyle stroma, że konwersja energii potencjalnej na kinetyczną rozpędzi mnie do prędkości której nie akceptuję, bądź staje się niebezpieczna. Tak czy inaczej, wyżej przeprowadzona analiza prowadzi do wniosku, że na hamowaniu celem wytracania energii kinetycznej dużo nie zyskamy (w sensie odzysku energii). Może lepiej będzie „z górki”. W terenie górzystym sytuacja faktycznie pod tym względem, wygląda bardziej optymistycznie. Aby to przeliczyć musimy założyć jakiś model trasy. Jako punkt wyjścia weźmy szybkość zwrotu energii jaką może przyjąć akumulator. Artykuł niniejszy jest już dość długi, i oczywiście nie będziemy rozpatrywać wielu możliwych alternatyw. Autor obliczenia oparł na przykładzie swojego roweru. Instalacja 26-cio woltowa, akumulator litowo-jonowy o pojemności 21 Ah, prąd ładowania nie powinien przekraczać 4A. To daje ok. 100wat, czyli 100 Juli na sekundę. Teraz najtrudniejszy moment dla obliczeń. Jak szybko z jakiego wzniesienia jedzie rower i jak mocno musimy hamować dla utrzymania założonej prędkości? Możemy wybrać się na różne górki z „oprzyrządowaniem”, co i tak trudno byłoby pomierzyć. Autor opiera się nadal na symulacji Bicycle Power Calculator, którą już wczesnej cytowano. Zgodnie z nią, jazda rowerem z prędkością 40km/h po terenie płaskim wymaga wydatkowania energii ok. 420 Juli na sekundę, i powodowana jest sumarycznymi oporami o sile 38 Newtonów. Założyliśmy masę rower+rowerzysta = 115kg, i teraz już łatwo wyliczyć, iż “siłę ciągu” o tej wartości da nachylenie terenu = Prędkość 40km/godz z górki, jest jeszcze prędkością komfortową, i rzadko który rowerzysta będzie chciał hamować. to ok. Znaki drogowe podają najczęściej wzniesienia (wjazd lub zjazd) w procentach, co oznacza stosunek wzniesienia do przebytej drogi, czyli jest tangensem kąta nachylenia ; dla małych kątów odpowiada to mierze łukowej wyrażonej w radianach. Zgodnie z tą samą symulacją Bicycle Power Calculator, zjeżdżając z nachylenia ( i chcąc utrzymywać prędkość 40 km/h musimy, przy masie 115 kg, wytracać na hamulcach moc ok. 100W. To to, o co nam chodzi! Taka góra nam potrzebna! Przytoczony wynik łatwo potwierdzić prostymi wyliczeniami wykonanymi “na piechotę”. nachylenia, da “siłę ciągu” w przybliżeniu równą x 115kG = ok. 47N (Newtonów). Opory wcześniej wyliczono na 38N. Nadwyżka równa 9N, to siła która pcha nas w dół prowadząc do dalszego przyspieszania. Chcąc utrzymać prędkość na założonym poziomie, siłę tą trzeba zrekompensować hamulcami. Mogą to być hamulce “cierne” dowolnego typu, bądź hamowanie silnikiem pozwalające na odzysk energii. Ilość tej energii jest równa sile przemnożonej przez pokonaną drogę w jednostce czasu, czyli przez prędkość. Podstawienie wartości daje wynik ok. 100 Juli na sekundę, czyli silnik-prądnica wygeneruje moc = 100W. Załóżmy teraz, że oczekujemy 10-cio procentowego zwrotu energii : 10% x 550Wh = 55Wh. To jest 55 x 3600 = ok. 200 000J (dżuli). Dzieląc tą wartość przez otrzymane wcześniej 100J/sek obliczamy, że tyle energii wróci do akumulatora po 33 minutach jazdy. Ponad pół godziny zjeżdżamy z góry z prędkością 40km/h, pokonamy dystans 22km. Założeniem było nachylenie co oznacza, że zjedziemy 900 metrów w dół. Nie lada górę musimy mieć aby odzyskać założone 10% pojemności akumulatora. Ile zużyjemy energii, aby wjechać na tą górę? mgh = 115kg x m/s2 x 900m = nieco ponad milion dżuli. Czyli 275 wat-godzin. To połowa “akumulatora”! Czyli w tak sprzyjających warunkach wjedziemy dwa razy na tą górę, a więc możemy odzyskać 2 x 10% = 20% energii jaką naładowaliśmy akumulator. Nieco więcej odzyskamy szusując z górki nieco wolniej. Tak czy inaczej, wynik na poziomie 20% jest najbardziej optymistyczny. Jeśli wycieczka zafunduje nam wzniesienie o nachyleniu ciągnące nie na przestrzeni 44-ech kilometrów, różnica wzniesień wyniesie 1800m. Oczywiście, jeśli znajdziemy krótszy odcinek o takich parametrach, możemy na niego wjechać, i zjechać kilka razy. Ale co to za wycieczka? Nachylenie cztero-procentowe jest najbardziej optymalne. Jeśli stromość będzie większa, będzie trzeba przejąć część energii na normalne hamulce, marnując ją. Chyba że, wieziemy akumulator zdolny przyjąć duży prąd ładowania (np. litowo-żelazowo-fosforanowy) i odpowiednio wydajną prądnicę. Jeśli nachylenie będzie mniejsze od 3%, nie rozpędzimy się prawdopodobnie do zadowalającej nas prędkości, i ew. hamowanie nie będzie podyktowane potrzebą, a ew. kalkulacją, aby trochę energii odzyskać. Przy komfortowym nachyleniu między 3 i 4%, jak najbardziej, hamowanie silnikiem zda egzamin, lecz doładowywanie akumulatora nie będzie tak efektywne, jak cytują wyżej przeprowadzone obliczenia. Np. przy nachyleniu możemy szusować z górki z prędkością 40 km/h i jednocześnie odzyskiwać raptem 30% wcześniej obliczonej energii. Czyli w ilości rzędu 30 dżuli na sekundę. A więc prądnica będzie oddawać moc 30W, czyli doładowywać akumulator prądem w przypadku instalacji 26-cio woltowej. Na odcinku trasy, którą jesteśmy w stanie pokonać jednokrotnie naładowanym akumulatorem, czyli dysponując energią 550Wh, nie odzyskamy wcześniej obliczonych 110 wat-godzin, czyli 20 procent pojemności baterii, a co najwyżej połowę tej wartości. Do współczynnika 30%, należy uwzględnić jeszcze jeden, tym razem na korzyść odzysku energii. W takim (łagodniejszym) terenie zrobimy mimo wszystko dłuższą wycieczkę. O ile dłuższą? Wymagałoby, znowu sporo rachowania. Oszacujmy zgrubnie, niech to będzie nawet +50% ; pamiętajmy, ograniczeniem długości wycieczki jest moment w którym akumulator zostanie wyczerpany ; równocześnie początek i koniec trasy musi znajdować się na tej samej wysokości nad poziomem morza. x x 20% = ok. 10%. Na takiej trasie będziemy musieli zadowolić się 10-cio procentowym odzyskiem energii. Pamiętajmy, że zakładamy początek i koniec wycieczki nie koniecznie w tym samym punkcie, ale na tej samej wysokości. Inna kalkulacja mijałaby się z celem. Każdy zjazd z górki trzeba odpracować, czy to siłą mięśni, czy energią czerpaną z akumulatora. Zatem konkludując, oszacowane wyżej 20% odzysku energii jest najbardziej optymistycznym wynikiem, do uzyskania w najbardziej sprzyjających warunkach (którym okazuje się odpowiednio ukształtowany teren górski). Mimo że, i tak pofolgowaliśmy sobie przy obliczeniach które doprowadziły nas do wyniku 20%, zaniedbując bieżące straty energii w fazie wjazdu na wzniesienie (założyliśmy, że cała energia jest wtedy akumulowana na postać energii potencjalnej ; przy stromym podjeździe jest to założenie nie obarczone dużym błędem), pamiętajmy aby na „odcinku testowym” dla satysfakcji z posiadania rowera elektrycznego z odzyskiem energii, położyli na porządny asfalt! Czy wynik 20-to procentowy nas zadowala, i czy to jest maksimum które można osiągnąć? Na pierwszą część pytania każdy musi odpowiedzieć sobie sam, natomiast, nie jest to maksimum które można osiągnąć! Jeśli będziemy chcieli, możemy odzyskać znacznie więcej. Ale nie podczas normalnej jazdy! Kiedy będziemy myśleć o odzysku energii, a nie o wycieczce, kiedy hamowanie jest koniecznością, a nie kalkulacją. Wyżej prezentowane obliczenia są rzetelne, i opierają się na danych symulacji jazdy rowerem Bicycle Power Calculator. One doprowadziły nas do stworzenia modelu optymalnej trasy, którą okazała się mało realistyczna trasa górska. Mimo to, wynik 20-to procentowy nie jest imponujący, a biorąc pod uwagę czynniki zawarte w na bieżąco serwowanym przez autora komentarzu – mało realny. Kończąc analizę górskiej wycieczki elektrycznym rowerem z odzyskiem energii, należy stwierdzić, że czym bardziej górzysty teren, tym lepiej, ale czy zawsze i na pewno? 4-ro procentowe nachylenie, to optymalna granica dla akumulatora litowo-jonowego bądź litowo-polimerowego (najbardziej popularne). Jeśli trasa będzie „się wiła” z nachyleniem dla odzysku energii z 20-to procentowym zyskiem musielibyśmy dysponować różnicą wzniesień ok. 5-ciu kilometrów, a trasa musiałaby wtedy mieć długość 140km. Nawet, gdyby taka trasa była, to nie jest to wycieczka “na jedno ładowanie”. Dochodzimy do wartości absurdalnych, świadczących, że wcześniej wyliczony 20-to procentowy zysk jest nierealny. Stałby się realny, gdybyśmy zdecydowali się wyhamowywać prędkość do np. 25km/h. Wtedy, na wzniesieniu o nachyleniu zyskalibyśmy siłę 18N (gdyż siła oporów ruchu spadłaby z 38 do 23Newtonów) , która przemnożona przez prędkość da moc prądnicy = 18N x 7m/sek = 126W. Oczekiwane 110Wh uzyskamy po 52 minutach, a przejedziemy wtedy 22 kilometry trasy z różnicą wzniesień 800 metrów. To bardzo optymistyczne. Ilość energii w akumulatorze pozwoli na dwukrotny wjazd na to wzniesienie. Zapewne, pod górę pojedziemy bardzo powoli, a więc niemal całość energii będziemy akumulować. Ale wynik jest wart wysiłku, aczkolwiek cały wysiłek i tak, zakładamy, musi wykonać silnik-akumulator. Przy takich parametrach trasy zyskalibyśmy 2 x 20% = 40% energii z powrotem. Jednak, zarówno trasa, jak i sposób jazdy odbiega już daleko od warunków rzeczywistych-realnych-komfortowych. Dalej posuwając się w myśleniu jakie prezentują ostatnie wyliczenia, nietrudno by dojść do wyniku bliskiego 100%. 20 procent wyliczone wcześniej należy uznać za maksimum przy sprzyjająco ukształtowanym terenie i “normalnym” stylu jazdy, nie podporządkowanym oczekiwanemu wynikowi. Jakkolwiek urozmaicona byłaby trasa, podjazdów jest tyle samo, co zjazdu z górki. Jeśli wybierzemy się na wycieczkę w Alpy, możemy zyskać więcej, a teoretycznie nawet znacznie więcej. Tam drogi charakteryzują strome zjazdy i podjazdy. Aby jednak je wykorzystać, musielibyśmy mieć rower z dużą prądnicą, a przede wszystkim akumulator pozwalający na fast charging. Symulacja oparta na BPC pozwala wyciągnąć wniosek, że już przy nachyleniu 6% oczekiwane wcześniej 110Wh uzyskamy na różnicy wzniesień ok. 750m, wracając do komfortowej prędkości szusowania z górki – 40km/h. Zwrot energii będzie wtedy wynosił ok. 350 Juli na sekundę, co w przeliczeniu da prąd ładowania Ampera (w instalacji roweru o napięciu 26V). W instalacjach 36-cio i 42-u woltowych, sytuacja pod tym względem wygląda lepiej. Jednak nawet w instalacjach 36V (które stają się obecnie standardem) to za dużo jak na akumulator litowo-jonowy o zadanej pojemności (wyrażonej w ampero-godzinach, nie bardziej miarodajnych wat-godzinach). Dysponując takim rowerem, należałoby się zdecydować na częściowe wytracanie energii w sposób stratny (czyli np. normalne hamulce). A wtedy nie prawdziwy staje się wcześniej wysunięty wniosek, iż czym bardziej stromy teren, tym lepiej. W typowej instalacji e-bike-u, już powyżej (nachylenia) zaczynamy tracić. Dlatego, jako górną, choć z trudem osiąganą granicę, należy uznać wyliczone wyżej 20% zysku, z odzysku energii. Z wyżej przeprowadzoną analizą wiążą się sprawy, które system i sens odzysku energii komplikują, i które z tego powodu, na razie omijałem. W czasie odzysku energii, silnik pracujący w tym czasie jako prądnica, zamienia będącą do dyspozycji energię kinetyczną bądź potencjalną na volt-ampery. W tym momencie chodzi mi o ampery. Poprawne warunki ładowania pozwalające na długą żywotność akumulatora nie pozwalają na przekraczanie wartości dopuszczalnych, lub lepiej – optymalnych. Jeśli hamuję gwałtownie, lub zjeżdżam ze stromej góry, odzyskana energia musi być oddana akumulatorowi w krótkim czasie. Niema możliwości dodatkowego, przejściowego jej magazynowania. Te ograniczenia mogą sprawić, że naprawdę dobrze zaprojektowany system odzysku energii nie pozwoli na pełne jej odzyskanie mając na względzie „dobro wyższe” jakim jest trwałość baterii. W tym względzie dużo zależy od technologii wykonania baterii, i np. akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe LiFePO4 pozwalają na fast charging. Są one droższe, ale być może ponosząc koszty e-bike-u z odzyskiem energii, warto i zainwestować w akumulator pozwalający na szybkie przyjęcie energii. Należy jednak liczyć się z tym, że przy założonej objętości lub masie (baterii) stracimy ok. 25% pojemności względem najpopularniejszej technologii litowo-jonowych a także litowo-polimerowych. Akumulatory LiFePO4 mają jednak też inną zaletę, jaką jest ekstremalnie długa żywotność. Zatem w rowerze elektrycznym z „wyższej półki” z zaawansowanym systemem odzysku energii, bateria LiFePO4 byłaby rozsądną alternatywą. Wówczas część wad które sugerują wyżej przeprowadzone obliczenia byłoby złagodzonych. Jeśli jesteśmy zmuszeni do hamowania w ruchu ulicznym, na ogół nie możemy sobie pozwolić na wolne-łagodne hamowanie. Na „edukacyjnej wycieczce” nie trudno sprawdzić, że należy prędkość “wytracić” (dla uproszczenia obliczeń zakładamy, iż do zera) w przeciągu ok. 4-rech sekund. Z jaką mocą musi wtedy pracować prądnica, jeśli energię chcemy odzyskać i przekazać ją do akumulatora ? Rachunek jest prosty, 2800J : 4s = 700Wat. Nawet jeśli weźmiemy tu pod uwagę sprawność systemu, iż nie uda się odzyskać więcej aniżeli 75-80 procent, to nadal jest to moc rzędu 550 wat. Zauważmy, iż to znacznie więcej aniżeli moc silnika, ale nie chodzi w tym momencie o to. 550W : 26V = 21A! Nawet jeśliby prądnica „wyrobiła”, to jest to niszczące dla samej baterii. Biorę pod uwagę akumulator ze „swojego podwórka” o pojemności 21Ah. Jeśli to akumulator litowo-jonowy, to prąd ładowania nie powinien być większy aniżeli ok. 20% pojemności, czyli ok. 4A. W tej sytuacji należałoby się zdecydować na jedno z dwóch rozwiązań. Albo 17 amper zmarnować, obniżając drastycznie sprawność odzysku energii, albo ładować tak dużym prądem, ze świadomością (lub bez niej), że skracamy żywoność akumulatora-baterii. Dyskusja zaistniałej sytuacji ma charakter dość teoretyczny, gdyż jest mało prawdopodobne, aby szanująca się firma zastosowała z tak błahego powodu nadwymiarową prądnicę. A więc w praktyce należy się raczej liczyć, że sprawność odzysku energii będzie jeszcze niższa, aniżeli w bieżącym opracowaniu szacujemy. Na potwierdzenie tej tezy, zwrócimy uwagę, na jeszcze jedną kwestię. Założono brak dodatkowych oporów ruchu z włączonym silnikiem. A to nie jest prawdą! „Kulając się” z górki lub „tocząc” będąc rozpędzonym, najlepiej silnik wyłączyć. Zaś włączyć tylko wtedy, gdy wspomaga. Przy zysku „odzysku” na poziomie kilku lub nawet kilkunastu procent, zysk ten może być zupełnie „zjedzony” przez te dodatkowe opory. Nie należy się także zdziwić, jeśli z odzyskiem energii wyjdziemy „na minus”! Często, nad względami „technicznymi” przeważa psychologia marketingu. Wydaje się, że producenci mają świadomość „zjawisk” zarówno pod względem jakościowym jak i ilościowym. Nie wszystkie są jednak serwowane, a publikacja niniejszego artykułu, także nie wszystkim jest „na rękę”. Uzasadnialiśmy, że chcąc czerpać korzyści z odzysku energii, musimy jechać cały czas z zasprzęglonym silnikiem. Spróbujmy policzyć, ile to nas “kosztuje”? Pomijając inne, pasożytnicze straty stanowiące hamujący moment obrotowy, występują też w samym silniku. Musimy je pokonać wydatkując dodatkową energię podczas pedałowania, gdy silnik nas nie wspomaga. Tą część energii należy wkalkulować, i odjąć od spodziewanego zysku. Nie należy się zatem zdziwić, gdy z odzyskiem “wyjdziemy na minus”. Typowo, silnik w rowerze elektrycznym dysponuje momentem obrotowym do 1 Nm. 10 procent z tego idzie na pokonanie wspomnianych wyżej strat energii, co przy prędkości 20-25km/h stanowi moc od 10 do 20W. Nie jest to zatem wartość zaniedbywalna. Warto zatem silnik włączyć (zasprzęglić) gdy spodziewamy się istotnego odzysku energii. Można to zrobić zjeżdżając z długiego wzniesienia, natomiast nie podczas niespodziewanego hamowania w ruchu ulicznym. Wtedy trzeba się zdecydować na jazdę z włączonym silnikiem cały czas. Jest co prawda technicznie wykonalne, aby proces włączania-zasprzęglania silnika odbywał się automatycznie w reakcji na hamulce (hamowanie silnikiem). Komplikuje to jednak cały system, rower który z założenia był zawsze pojazdem prostym-nieskomplikowanym. W wielu układach, szczególnie elektronicznych obserwujemy, iż komplikacja nie koniecznie wiąże się z dużymi nakładami kosztów. Mimo to, niezbędna jest analiza, “czy skórka warta jest za wyprawkę”? Na zakończenie, zrobimy jeszcze krótką analizę mocy jaką dysponuje silnik roweru elektrycznego. To typowo 250 wat. Do takiej wartości pojazd uznawany jest jako rower i nie wymaga rejestracji. Tak stanowią nowe przepisy, które nie zawsze nadążają za technologią, a czasem traktują ją na wyrost. Spotkałem rowerzystę który opowiadał mi, jak z trudem uniknął mandatu, jak jechał pod górkę rowerem bez pedałowania. Policja go spytała: co to jest? Odpowiedział rower! I zaczęła się wymiana zdań, której nie będę tu powtarzał. Kask (motocyklowy), rejestracja, ubezpieczenie, itd.! Na szczęście na „porządnym” rowerze elektrycznym bez pedałowania jechać się nie da ; przynajmniej pod górkę! A wytrawny kolarz nie będzie miał problemu, aby wyprzedzić rower elektryczny. Ile to jest 250 wat? Często obrazuje się moc samochodu/motocykla podając czas przyśpieszenia od zera do 100km/godz. Dysponując mocą 250 wat, i przyjmując masę rowerzysty wraz z rowerem 115kg (podaję na swoim przykładzie), przyśpieszenie od 0 do 100km/h (gdyby było możliwe) zajęłoby niespełna 180 sekund, tj. 3 minuty. Ferrari oferuje poniżej 10 sekund! Jednak moc kW dla roweru jest bardzo adekwatna. Jest dobrym kompromisem między pomocą w pedałowaniu, wielkością i wagą silnika, oraz oszczędnym dysponowaniem energią którą wieziemy w akumulatorze. Przemawiający do wyobraźni obraz mocy przytaczamy dla wszystkich potencjalnych rowerzystów „przymierających” się do roweru elektrycznego. Jeśli komuś ćwierć kilowata to mało, czołowe firmy oferują rowery z silnikiem o mocy kW (S-Pedelec = prawdopodobnie Speed-Pedelec), lecz tu przepisy są rygorystyczne. Lepiej pod górkę bez pedałowania nie jechać; Policja jest przeważnie tam gdzie ich nie trzeba, żeby nie powiedzieć, że tam gdzie ich trzeba, to ich niema. Przestroga ta na ogół nie jest potrzebna, gdyż większość konstrukcji z pominięciem „taniej chińszczyzny” nie pozwoli uruchomić silnika bez pedałowania. W korbowodzie znajduje się czujnik momentu siły którą dajemy z nóg. I o to chodzi, aby sobie pomóc, zwiększyć komfort jazdy rowerem, a nie „wozić się”. Ponadto, przyzwoite konstrukcje (zgodnie nawiasem mówiąc z przepisami), nie wspomagają przy prędkości większej niż 25km/h. Nie powinniśmy pisać, że jeśli komuś to się nie odpowiada, blokada ta nie jest trudna do ominięcia. Sytuacja ma się podobnie jak ze skuterami których wiele jeździ po naszych drogach. Aby być motorowerami, przedsprzedażnie tłumione („blokowane”) są do prędkości 50 km/h, mimo że silnik 50 cm3 pozwala na więcej. Ile z nich faktycznie jeździ ze stłumioną mocą? (I to w sposób b. niepożądany przez „zatkanie” rury wydechowej). Wynik wyżej przeprowadzonych rachunków może szokować, budzić wątpliwości w rzetelność przyjęcia modelu matematycznego będącego podstawą obliczeń, lecz w gruncie rzeczy jest on zgodny z intuicją pod warunkiem, że weźmie ona pod uwagę wszystkie czynniki mające znaczenie w „fizyce zjawiska”. W szczegółach inaczej wygląda technika jazdy rowerem i np. skuterem bądź samochodem z napędem elektrycznym. W tym drugim przypadku występuje przede wszystkim większa prędkość, a także masa pojazdu wraz z kierowcą (owocująca większą energią kinetyczną). To nie jedyny powód, dlaczego kalkulacja zwrotu energii na rowerze wygląda mniej imponująco. Dlaczego zdecydowanie różnych korzyści z odzysku energii należy oczekiwać w przypadku elektrycznego skutera bądź samochodu, i roweru? W pierwszym przypadku mamy praktycznie cały czas nogę albo na pedale gazu, albo hamulca. Nie występują długie odcinki jazdy, w których ruch powodowany jest jedynie siłą bezwładności, co jest charakterystyczne dla roweru. Dodatkowo, jazdę na rowerze elektrycznym cechuje stosunkowo niewielki współczynnik czasu w którym silnik jest włączony. Chcąc odzyskiwać energię, musi być on cały czas zasprzęglony. Tu należałoby rozpatrzyć znowu dwa przypadki. Gdy silnik umieszczony jest w piaście koła i w korbowodzie pedałów. To drugie rozwiązanie jest trudniejsze do realizacji w przypadku systemu z odzyskiem energii, zaś za nim przemawia co najmniej kilka innych zalet. Zatem także i pod tym względem trudno jest o kompromis. Poruszając się pojazdem “w pełni mechanicznym” rzadsze są odcinki „kulania się”, zaś więcej przyśpieszeń i hamowań. Także więcej energii można odzyskać z energii potencjalnej zjeżdżając z górki. Szczególnie przy jeździe dynamicznej po płaskim terenie i zadowoleniu się niedużą prędkością w terenie górzystym, można odzyskać znacznie więcej energii (procentowo) aniżeli na rowerze. Sytuacja wygląda interesująco i pobieżny pogląd oparty na intuicji może być mylący. Wydaje się, iż wkładana praca w poruszanie się rowerem po terenie płaskim jest niewielka. Wymaga jedynie pokonania oporów toczenia, które są niewielkie, a opory powietrza przy niedużej prędkości, także. Faktycznie, kolarze „najwięcej potu” tracą na pokonanie oporu powietrza (i lubią się „wozić” w peletonie), bo te zgodnie z prawem Bernouliego rosną bardzo szybko wraz z prędkością. Pozostała praca wkładana „w pedały” (i to niezależnie czy pochodzi ona z siły mięśni rowerzysty, czy wspomagana jest silnikiem) „idzie na” przyśpieszenia i pokonywanie wzniesień. Wydaje się zatem, że gro energii jest do odzyskania. Dokładne przyjrzenie się zagadnieniu przeczy intuicji. Ona zaś łącznie z atrakcyjnością samego terminu odzysku energii sprawia, iż jednym z częściej zadawanych pytań w temacie roweru elektrycznego jest : a czy doładowuje on akumulator podczas jazdy? Takie podejście potencjalnych klientów sprawia, iż wiele firm w najdroższych modelach wyposaża pojazdy elektryczne w skomplikowany system odzysku energii. Rzadko natomiast zadawane jest pytanie, jaki jest stosunek komplikacji układowej, do uzyskanego efektu zwiększenia dystansu który możemy pokonać rowerem po jednorazowym naładowaniu akumulatora, bądź ew. obniżenia kosztu pokonania 1-go kilometra trasy. Czy „skórka warta za wyprawkę” ?, czy „efekt wart jest wysiłku” (wysiłku konstruktora i producenta, a kosztu klienta-rowerzysty) ? Odpowiedź na to pytanie dają rachunki i dokładniejsze przyjrzenie się zagadnieniu zaprezentowane w bieżącym opracowaniu. Jedno natomiast pozostaje bezsporne. Możliwość twierdzącej odpowiedzi na pytanie „czy ten rower ma odzysk energii?”, „czy można doładowywać akumulator w czasie jazdy?” wydaje się wystarczająco istotnym atutem uzasadniającym, że tego typu „pojazdy” pojawiły się w ofercie przodujących firm. Efekt marketingowy wydaje się być najistotniejszym celem na trudnym rynku, i nie dotyczy tylko rowerów ze wspomaganiem elektrycznym. Gości na tej podstronie: 33 616

rower elektryczny z odzyskiem energii