Témata
Reklama

Kamiony s APU už nepoběží naprázdno

Na výstavě k Hybrid Truck Users Forum v Dearbornu (USA) předvedl největší světový automobilový subdodavatel Delphi Automotive pomocný zdroj energie (APU) pro kamiony, první s palivovým článkem typu SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) na přímou přeměnu všech druhů automobilových paliv na elektrický proud.

Nejdříve byly pomocné zdroje energie APU (Auxiliary Power Unit) jako malé spalovací turbíny s generátorem a kompresorem pro ovládání a start zaváděny u dopravních letadel začátkem 60. let místo pozemních startovacích zdrojů na letištích – prvním byl Boeing 727 v roce 1963.

U kamionů je APU při odstávkách úspornějším zdrojem proudu pro vozidlo a komfort kabiny než běh motoru naprázdno. Zatímco převážná část APU stále spoléhá na dvou- až tříválcové vznětové motory, roste nabídka APU s palivovými články. Převažují články typu PEMFC (Proton- nebo Polymer Exchange Membrane Fuel Cell) na bázi vodíku nebo paliv upravitelných vlastním reformerem na směs s min. 40 % vodíku a max. 0,005 % (50 ppm) CO. Delphi Automotive, který zahájil vývoj APU pro kamiony v roce 1998, přišel nejnověji s prvním APU na palivový článek typu SOFC, které pracují na všechny druhy paliv.

Provoz APU se SOFC šetří až 85 % paliva

Současný Delphi APU je účinný elektrochemický generátor proudu z palivového článku s tuhými oxidy typu SOFC. Slouží při odstávkách a přerušení jízdy s vypnutým motorem jako zdroj pro světla, chlazení motoru a komfort kabiny – klimatizaci, chladničku, ventilátor, mikrovlnku, TV/audio a vytápění. Hravě zvládá osmihodinové odstávky s vlastní spotřebou 0,5–0,8 l/h. Dává stejnosměrný proud 110 V a 12 V a výkon až 5 kW. Používá stejné palivo jako motor – benzin, benzin E85, motorovou naftu, bionaftu, LNG, CNG, propan, vodík a armádní logistické palivo. Proti běžícímu motoru šetří až 85 % paliva. Má životnost až 10 000 hodin provozu, o 30 až 50 % vyšší účinnost než APU se vznětovými motory, nulové emise SOX, NOX a CO a hlučnost max. 65 dBA od 3 metrů. APU s objemem 350 l váží do 100 kg a umísťuje se vedle palivové nádrže nebo pod kabinu tahače.

Reklama
Reklama
Stání kamionu v zácpě s motorem běžícím déle než 3 minuty se v New Yorku oceňuje pokutou 50 až 500 dolarů nebo 20 dny vězení již při prvním přestupku. Foto: archiv autora

Předností SOFC je tuhý elektrolyt bez kapaliny

Článek Delphi SOFC používá iontově vodivý keramický elektrolyt na bázi YSZ zirkoniové keramiky (ZrO2 stabilizovaná Y2O3, příp. dopovaná Sc2O3), katodu ze (La,Sr)MnO3 a anodu z porézního Ni-YSZ cermetu. Palivo s max. obsahem síry 50 ppm, upravené vlastním reformerem na směs jednoduchých uhlovodíků, vodíku a CO, vstupuje na anodu, kde reaguje při teplotách 700 až 900 °C s kyslíkem ze vzduchu z katody přes elektrolyt na CO2, vodní páru a ochuzený vzduch. Právě vyšší reakční teplota byla materiálový problém, s nímž se však konstrukce vyrovnala.

Končí běh naprázdno

Vybavení kamionů APU se stává nutností při rostoucích cenách paliv, dopravních zácpách a stále tvrdších předpisech Anti-Idling Laws na ochranu životního prostředí. U kamionů již 25 států USA zakazuje noční běh naprázdno při odstavení a omezilo běh naprázdno při zastavení na 3 nebo 5 minut. Více než 3 minuty znamená v New Yorku pokutu 50 až 500 dolarů nebo 20 dnů vězení při prvním přestupku. V roce 2009 bylo podle U.S. Dept. of Energy (DOE) v provozu 5,23 mil. kamionů, z toho 470 tis. dálkových, které jezdí dále než 800 km a mají povinnou přestávku na spaní po desetihodinové jízdě. Při odstávkách připadne průměrně 1 456 h běhu naprázdno na kamion a rok. Pokud by APU ušetřil jen 2 l paliva/h, znamená to úsporu 1,37 mld. l paliva a 3,6 mil. t emisí CO2 ročně jen těmito kamiony! Přidáme-li obrovský objem regionální a místní přepravy, nabízí obrovský příspěvek k palivové bilanci USA.

Také Pentagon chce ušetřit

Velký potenciál APU se SOFC palivovým článkem ve vojenské logistice zaujal Ministerstvo obrany USA. Rozhodlo se o paralelním vývoji a aplikacích pro stacionární i mobilní zbraňové systémy a nebojová vozidla, kde je v prvním horizontu cíl min. 20% úspora paliv v příští dekádě a vyšší bojová pohotovost tanků, bojových vozidel a plavidel, ve druhém snížení logistických nároků v zásobování palivem pro armádu, námořní pěchotu a logistické jednotky.

Pomocný zdroj proudu APU se umisťuje na bok tahače vedle palivové nádrže pod kabinou nebo před zadní nápravou. Foto: Delphi

Alternativa vodíkového pohonu

DOE podporuje rozvoj APU systémů s PEMFC (Proton- nebo Polymer Exchange Membrane Fuell Cell), SOFC a DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) technologiemi 42 mil. dolarů, kde Delphi získá 2,4 mil. dolarů. Na vývoji APU je podíl technologií PEMFC 65 %, SOFC 9 %, MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) 7 % a ostatní 19 %. Podle všeho se ukazuje, že ještě na mnoho let budou APU s palivovými články výhodnou alternativou vodíkového paliva, než se stane samozřejmostí.

V roce 2011 bude Delphi APU ověřen a zaveden do konstrukcí výrobci vozidel k uvedení do modelů roku 2012. Zájem vzrůstá a prodej v USA by mohl dosáhnout až 200 tis. ročně. S životností až 10 000 hodin provozu by se i vysoká cena 8 000 až 9 000 dolarů měla zaplatit provozem kamionu 2 000 h ročně za zhruba 2 roky. Evropský vývoj a prodej APU s palivovými články je roztříštěný a nepřehledný. Převažují levnější APU s dvou- až tříválcovými diesely. Delphi nejblíže je zřejmě švédský PowerCell, dřívejší spin-off Volvo, nabídkou APU s články PEMFC na bázi vodíku nebo paliv upravitelných vlastním reformerem na směs s min. 40 % vodíku a max. 0,005 % CO. Výrobu APU s výkony 1 až 7 kW zahájil v lednu 2011.

Při očekávaném zdražení paliv v souvislosti s vývojem v arabském světě může být zavedení APU naléhavější, mj. i proto, že se úsporami zaplatí dříve.

Alexandr Abušinov

abusinov@seznam.cz

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete nově zakoupit v digitální trafice PUBLERO

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 110601
Datum: 09. 06. 2011
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Autor:
Související články
Čtrnáctý ročník soutěže Ocenění českých podnikatelek úspěšně odstartován

Ve čtvrtek 3. června 2021 byl zahájen další ročník prestižní soutěže Ocenění českých podnikatelek, který odstartovala online konference Women in Business s podtitulem Nová realita roku 2021 a společný (re)start, most k jednotě a spolupráci. Tuto soutěž již tradičně vyhlašuje podnikatelská platforma Helas – Budujeme hrdé Česko. Patronkou letošního ročníku je Kateřina Kadlecová, generální ředitelka společnosti USSPA. 

Třpytivý svět krystalů

Turnovská společnost Crytur patří svým pojetím ke světovému unikátu. V přesně definovaných podmínkách pěstuje umělé krystaly z vlastního výzkumu a vývoje, které následně po opracování dodává buď jako specifické optické díly pro další celky, nebo přímo kompletní výrobky.

Implantáty z Čech až na konec světa

V 70. letech minulého století stál u zrodu prvních ortopedických implantátů v Čechách. V roce 1992 pak v rámci privatizace založil vlastní firmu téhož zaměření, jejíž výrobky dodnes pomáhají lidem znovu se hýbat. Ano, hovoříme o Stanislavu Beznoskovi a české firmě téhož jména, kterou dnes úspěšně řídí členové rodiny zakladatele.

Související články
MM Podcast: Glosa - Když se země otřásají v základech

Krize vyvolaná pandemií koronaviru v řadě oborů působí jako urychlovač trendů patrných před jejím vypuknutím. Mnoho odvětví si prochází zásadní strukturální transformací, ale část z nich – které se stát snaží podpůrnými prostředky za každou cenu stále držet nad vodou, zanikne. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vývoj UHT nástrojů
v plném proudu krizi navzdory

Hlavním motivem založení VaV centra Rotana byla připravenost na nové trendy v automobilovém a leteckém průmyslu a výroba vlastních produktů s vysokou přidanou hodnotou – konkrétně ultratvrdých (UHT) nástrojů pro speciální aplikace. Centrum je vybaveno nejmodernějšími technologiemi a stále se rozrůstá. Na kontě má několik úspěšně zakončených projektů v podobě prototypových nástrojů a užitných vzorů. O tom, na jakých projektech v centru pracují nyní a jaké mají plány do budoucna, jsme si povídali se třemi hlavními osobnostmi celého projektu vývoje a výroby UHT nástrojů.

Odměřovací pravítka, lanovka a Ferrari

Odměřovací pravítko je jednou z klíčových komponent obráběcího stroje. Zpravidla je ukryto hluboko uvnitř stroje a většina uživatelů obráběcích strojů jej nikdy na vlastní oči neviděla. Přesto jsou na ně kladeny velmi vysoké nároky. Musejí pracovat spolehlivě po dobu mnoha let, zaručovat očekávanou přesnost a rozlišení, a musejí být odolná proti znečištění, pronikání kapalin, prachu i třískám a proti spoustě dalších faktorů. A kdyby se náhodou něco pokazilo, musejí být snadno vyměnitelná.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Fórum výrobních průmyslníků

Jakým způsobem se po 15 měsících od vypuknutí pandemie koronaviru tento stav projevuje ve vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a ekonomiky jako takové (např. vlivem navýšení cen vstupních materiálů, nedostatku některých komponent)? Dokážete predikovat, jak se bude situace ve vaší komoditě vyvíjet ve druhé polovině roku, na čem bude záviset?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak současná doba ovlivňuje realizaci smluvního výzkumu na již hotových projektech, resp. při akvizici nových? Zaznamenáváte aktuálně pokles zájmu firem o spolupráci?

Semináře nově s high-tech technologiemi

Školicí a tréninkové centrum společnosti Ceratizit ve Velkém Meziříčí prošlo v loňském roce rozsáhlou modernizací. Nové Technické centrum i technologie v něm bohužel kvůli pandemii covid-19 nemělo možnost navštívit mnoho zákazníků. Všichni pevně věříme, že se to brzy změní. Než se tomu tak stane, požádali jsme Jana Gryče, technického ředitele společnosti Ceratizit, aby nám představil, co je v centru nového a na co se mohou zákazníci těšit. Při té příležitosti jsme oslovili také Pavla Němečka, obchodně-technického zástupce společnosti Hermle, aby pohovořil o pětiosém stroji C 32 U, které je v centru nové.

Švédové jsou féroví a přímí obchodníci

Celosvětová pandemie covid-19 mění světa vytváří nové příležitosti a výzvy pro exportně orientované firmy. Zahraniční kanceláře CzechTrade registrují příležitosti v daných destinacích a vytvářejí partnerství českým výrobním společnostem a jsou jim nápomocni při vstupu na trh a upevnění jejich pozice.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

MSV ve znamení obrábění

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci vynikajících obráběcích strojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Petra Odehnala z obchodního oddělení společnosti Pilart stroje.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit