Jaká je spotřeba energie při jízdě na el. kole, lidská i ta mechanická?· 06/12/06
Tato otázka jistě
napadla již mnohé z nás, například je známo, že špičkový atleti
jako Lance Armstrong dokáží chvilkově na jednu minutu podat výkon až 1kW,
kontinuálně po dobu jedné hodiny je to polovina této hodnoty, 500W.
K čemu je tento údaj ale vůbec dobré znát? V případě provozu
malé – asistované elektrické mobility jako el. jízdní kola nám
tento údaj bude velice nápomocný.
Pokud uvažujeme provoz běžného jízdního elektrického kola s výkonem 200W, tedy bez radikálních aerodynamický doplňků jeho spotřeba bude asi 15Wh/mile ~ 9Wh/km. Jeden US gallon benzínu (3,8L) obsahuje asi 37 000 Wh energie čili při přepočtu spotřeby kola dostáváme 2 500mpg (miles per US gallon) ~ 1065km/L. Ovšem od této hodnoty bude třeba jěště odečíst podíl spolupracujícího cyklisty, který podává také výkon vlastní silou, šlapáním.
Internetový server theWatt.com přinesl v 57 díle svého vysílání zajímavou úlohu s úkolem tuto hodnotu vypočítat. Pokud cyklista poskytne výkon 200W v průběhu jedné hodiny a jeho tělo pracuje běžnou efektivitou 38% bude energetická spotřeba 453 calorií. Při přepočtu na energii obsaženou v gallonu benzínu, tedy 28 200 calorií vychází 1160 mpg ~ 494km/L.
V tomto zjednodušeném modelu není zatím započítán energetický vstup nutný pro výrobu a dopravu těchto potravin pro hladového cyklistu a odečteme-li obě hodnoty, získáme konečných 1340mpg ~ 571km/L, tedy spotřebu při současném použití 200W výkonu lidské síly a obdobně silného asistujícího el. motoru.
Srovnejme tuto hodnotu s průměrnou spotřebou podle standartu CAFE pro nové osobní vozy v USA pro rok 2006, 21.6mpg ~ 9km/L a dostaneme poměr efektivity mezi vozem na fosilní paliva a elektricky asistovaným kolem 1:62! V evropských podmínkách bude tento rozdíl o trochu menší díky celkově lepší spotřebě vozového parku a většímu podílu úspornějších dieslů. Případně další úspory je možné dosáhnout aerodynamicky řešenou kapotáží jízdního kola, kterou lze dále zkombinovat v koncepci tzv. rekumbentů, nízko konstruovaných kol s jěště vyšší celkovou efektivitou takovéhoto vozidla.
Pokud započítáme i energii, která byla vydána na vypěstování a dopravu potravin pro spolupracujícího cyklistu můžeme se dostat na přibližně poloviční hodnotu. Podobný výpočet bude záležet na stupni zpracování potravin, např. masné výrobky mohou při výrobě spotřebovat až 10× více převážně fosilní energie v zemědělství (hnojiva, zavlažování, veterina, doprava) než kolik v Kcaloriích dodají našemu tělu. Například v dalším díle tohoto seriálu na theWatt.com spočítaly že pokud by cyklista jedl pouze banány tak energie vydaná na jejich pěstování a dopravu by ve výsledku snížila čistou efektivitu neasistovaného kola na 400mpg~170km/L. Čili pro náš el. asistovaný příklad můžeme dospět přibližně k celkové efektivitě kolem 600–700mpg~276km/L, což je stále 1/20 spotřeby osobního vozu v podmíkách EU a 1/30 v USA.
To je jistě šokující číslo vypovídající o nesmyslnosti používání automobilů především v městském prostředí. Zárověň je důkazem, že malá-asistovaná elektrická mobilita může nahradit značný podíl osobní dopravy, který v zahraničí dosahuje i přes 25% a to aniž bychom se cestou do práce či nákup ztrhali v našich náročnějších teréních podmínkách. Výhodou je rovněž možnost dobíjení prostřednictvím menších domácích OZE ať již na solární nebo větrné či jiné bázi, které pokryjí dodání energie úspornému dopravnímu prostředku jakým je asistované kolo i v našich podmínkách.
Pozn. pro výpočet mpg~km/L se v automobilismu používá pouze energie odebraná na pumpě. Celková energetická kalkulace tzv. well-to-wheel tedy od ropného vrtu přes rafinérii a distributora až po výkon na kolech by opět zvýšila neefektivitu technologie spalovacího motoru v tomto srovnání.
Podobně se lze zamyslet i nad výrobou el. energie od zdroje až po distribuci a spotřebitele, které jsme se na našem serveru také již věnovali a která stále vykazuje výhodnější efektivitu v porovnání s fosilní infrastrukturou minimálně v pomětu 2:1.
Původní pořad na theWatt.com: http://www.thewatt.com/…ted-1–0.html
Transcript tohoto pořadu a článek s výpočty: http://www.thewatt.com/…OE_eps57.pdf
Dokončení výpočtů efektivity cyklisty se započtením energie nutné na výrobu potravin v Episodě 61, Back of the Envelope (posledních cca 10minut pořadu): http://www.thewatt.com/…egory-2.html
Další pohled zohledňující fosil obsažený v potravinách čistého cyklisty, tedy nejedná se o pedál-hybridní pohon, od vegetariána po „masožrouta“, ekonomie provozu je pak 104–142–196mpg. Pozor, na americké reálie, v Evropě předpokládejme min. o 1/3 lepší ekonomii díky efektivnější dopravě a menším vzdálenostem pro pohyb surovin a zboží: http://constructal.blogspot.com/…bicycle.html
Srovnání výkonu rekreačních a vrcholových cyklistů:
http://www.geneng.mtu.edu/…y_budget.pdf
Píšete v češtině, tak prosím používejte jednotky SI – tak složitý ten přepočet není. Díky.
Děkujeme za upozornění, ale pokaždé se snažíme pokud možno uveřejnit obě možnosti současně. Řada našich materiálu odkazuje na zahraničí, takže se to snažíme části čtenářské obce takto zjednodušit..