P. Langlois 'analyses van "vliegende shuttles":
Elektrische shuttles, een convergentie van technologieën
Geschreven door Pierre Langlois
Le 23 / 01 / 2017
Er zijn ten minste vier verschillende technologieën, behalve de chemie van de batterij, die naar verwachting in het volgende decennium zullen rijpen en de komst van elektrisch aangedreven shuttles zullen vergemakkelijken. Een paradigmaverschuiving aan de horizon.
Robots rijden
Nu al zijn autonome elektrische auto's een realiteit. De verbetering van de sensoren (radars, lidars, sonars, digitale camera's), de zeer belangrijke daling van hun kosten, de constante toename van het rekenvermogen van de processors, de precisie van de GPS en de connectiviteit tussen de voertuigen zijn de oorzaak van de snelle groei van gerobotiseerd rijden.
Zoals de verkeersregels het toelaten, zullen steeds meer segmenten van rijden robotisering integreren. In het begin, het rijden op de snelweg en de parkeerplaats, dan de stedelijke rijden, meer complex.
Hetzelfde robotrijden zal natuurlijk van toepassing zijn op elektrische vliegshuttles (NVE), en om veel lezers gerust te stellen, zal de NVE, om realiteit te worden, geen sprake zijn van het toestaan van totale vrijheid in de bewegingen van deze vliegtuigen en om een kakofonie boven onze hoofden te produceren. Het is zeker dat we verkeerscorridors zullen creëren, een beetje zoals virtuele snelwegen. Er zal geen kruising van trajecten zijn omdat de bewegingen in verschillende richtingen zich op verschillende hoogten in de lucht bevinden. En de NVE zal met elkaar praten om mogelijke botsingen te voorkomen.
Om het aantal NVEs in de lucht te beperken, is het bovendien van belang om zich te concentreren op het openbaar vervoer voor deze vliegtuigen, wat ook op economisch vlak zinvol is, aangezien deze NVE niet zullen worden gegeven en dat we zullen geïnteresseerd zijn om ze meer dan een uur per dag te gebruiken.
Ultralichte en ultraefficiënte range extender
Momenteel ontwikkelt het bedrijf Ehang een NVE die twee passagiers kan vervoeren en met 100 km / u ongeveer twintig minuten kan vliegen wanneer de batterij volledig is opgeladen. En, zoals we in mijn vorige bericht zagen, voor snel intercityvervoer, zou je NVE's nodig hebben die in staat zijn om een uur lang 150 km / u te bereiken.
Het zou daarom nodig zijn de energiedichtheid van de batterijen te verviervoudigen als ze ongeveer 100 km vullen, door de batterij op te laden of uit te wisselen in speciaal ontworpen heliports. Dit opladen zou gebeuren tijdens een stop van ongeveer 5 minuten om passagiers op of neer te gaan.
Een afname van een 2-factor in het gewicht van de batterijen lijkt binnen tien jaar haalbaar, maar een 4-factor zou 20 jaren kunnen kosten. Laat maar, we kunnen altijd een ultralichte en ultraefficiënte range extender toevoegen die geavanceerde biobrandstof verbruikt (volgende deel).
Zo'n range extender wordt momenteel ontwikkeld door het bedrijf Liquid Piston, en ik heb er onlangs over gesproken in mijn 19 December 2016-ticket. Veel lichter dan een traditionele verbrandingsmotor, zijn de rotatiemotoren van dit bedrijf 30% efficiënter dan een dieselmotor!
Geavanceerde biodiesel stoot aanzienlijk minder broeikasgassen uit
Het Finse bedrijf Neste heeft een synthetische dieselbrandstof ontwikkeld op basis van plantaardige oliën, die sterk lijkt op petroleumdiesel. Deze nieuwe geavanceerde biodiesel kan in alle verhoudingen mengen met aardoliediesel, tot 100% biodiesel, en biedt geen probleem bij erg koud weer, wat niet het geval is bij traditionele biodiesel. Bovendien mogen er geen wijzigingen aan de motoren van de voertuigen worden aangebracht. Dit wordt in de Engelse literatuur een "drop-in" biobrandstof genoemd. Ten slotte verbrandt deze geavanceerde biobrandstof Neste schoner en kan tot 90% broeikasgas (BKG) terugdringen, volgens een recent artikel van Green Car Congress.
Bovendien, in het elektronische tijdschrift Les Affaires, vertelde François Normand ons, de 17 januari 2017, van een $ 1 $ project om een bioraffinage op te zetten in La Tuque, Quebec, in 2023. Geavanceerde biodiesel uit bosafval zou worden geproduceerd met behulp van het Neste-proces, dat een partner is. Bioénergie La Tuque (BELT), een organisatie zonder winstoogmerk, werd opgericht om dit project te besturen.
In plaats van plantaardige olie uit olieplanten of gerecyclede plantaardige oliën (levensmiddelenindustrie) zou bio-olie worden geproduceerd met behulp van een draagbare pyrolytische reactor die over de ontelbare kilometers wegen zou worden verplaatst. hout van de regio (de stad La Tuque is zo groot als België). De bio-olie wordt naar de bioraffinage gestuurd, waardoor de kosten voor het verzamelen van biomassa aanzienlijk worden verlaagd. Ze bevinden zich in voorbereidende studies die uiteindelijk moeten leiden tot een pilot-bioraffinage als de voorlopige resultaten overtuigend zijn. Dan zouden we hopelijk voor 2023 een commerciële fabriek in La Tuque bouwen.
Nieuwe ultrabestendige en ultralichte materialen
Als we het gewicht van de structuur van de NVE kunnen verminderen, is dit het equivalent van het verminderen van het gewicht van de batterijen. MIT-onderzoekers hebben zojuist de ontdekking aangekondigd van een nieuw grafeenmateriaal dat is gestructureerd in een driedimensionaal netwerk, dat 20 keer lichter is dan staal en 10 keer beter bestand is! Als het ons lukt om het op grote schaal tegen een concurrerende prijs te produceren, is het een echte revolutie aan de horizon, vooral voor de luchtvaart.
Wat MIT-onderzoekers in het begin al wisten, was het belang van de vorm van materialen om hun mechanische sterkte te vergroten, naast hun intrinsieke kracht natuurlijk. Bijvoorbeeld, een vel papier dat zeer weinig structurele sterkte biedt, ziet deze weerstand veel toenemen als deze wordt opgerold. Evenzo is een vlakke staalplaat veel minder bestendig dan een golfplaat. Dus ze zochten naar 3D-formulieren met de grootste weerstand. Om hen te helpen bij dit proces, produceerden de onderzoekers verschillende plastic vormen met behulp van een 3D-printer en testten ze hun weerstand. De onderstaande illustratie toont een van de meest veelbelovende vormen die ze hebben getest.
Conclusie
Samenvattend is het gebruik van een 30 range extender efficiënter dan een dieselmotor, die geavanceerde biodiesel verbruikt die veel minder broeikasgassen produceert (gedurende zijn levenscyclus), voor 30% 50% kilometers ( de rest van de kilometerstand zou elektrisch zijn), is een oplossing die functionele NVE met slechts een factor twee vermindering van het gewicht van de huidige Li-ion-batterijen, van 10 tot 15 jaar, zou maken. Vooral als we ultralichte en ultrabestendige materialen gebruiken.
Laten we ook niet vergeten dat we streven naar snel interstedelijk openbaar vervoer en dat het consumeren van een beetje geavanceerde biobrandstof voor een deel van de kilometer een voorbijgaand alternatief biedt dat volledig aanvaardbaar is. Om nog maar te zwijgen over het feit dat een range extender redundantie biedt voor de stroombron, wat de veiligheid verhoogt.