Samonabíjacie auto: Zázračný vynález alebo popieranie fyzikálnych zákonov?
Predstava elektromobilu s nekonečným dojazdom, ktorý sa sám dobíja počas jazdy a nikdy nepotrebuje navštíviť nabíjaciu stanicu, je jedným z najväčších snov modernej mobility. Presne tento sen sľubuje vynález indického fyzika, profesora Satyama Kumara Jhu a jeho manželky Preeti Jha. Ich koncept samonabíjacieho elektrického vozidla, ktoré údajne využíva pokročilý generátor poháňaný prúdením vzduchu, vyvolal značnú pozornosť a prísľuby o revolúcii v doprave.
Navrhovaný mechanizmus je zdanlivo jednoduchý: systém veterných tunelov a generátorov integrovaných do vozidla má zachytávať energiu z prúdu vzduchu, ktorý vzniká pri pohybe auta. Táto energia by sa následne mala použiť na priebežné dobíjanie batérie, a to aj pri nízkych rýchlostiach v mestskej premávke. Hoci je táto myšlienka nesmierne lákavá, pri bližšom pohľade naráža na neprekonateľnú prekážku – základné fyzikálne zákony, predovšetkým zákon zachovania energie.
Aby sme pochopili, prečo je tento koncept v praxi nerealizovateľný, musíme sa pozrieť na energetickú bilanciu vozidla. Každý objekt pohybujúci sa vzduchom musí prekonávať aerodynamický odpor, ktorý ho brzdí. Energia potrebná na prekonanie tohto odporu je značná a rastie s treťou mocninou rýchlosti, čo znamená, že pri dvojnásobnej rýchlosti je potrebný osemnásobný výkon na prekonanie odporu vzduchu. Túto energiu dodáva motor, ktorý čerpá elektrinu z batérie.
Ak na auto pridáme veterné turbíny, ktoré majú generovať elektrinu, nevyhnutne tým zvýšime jeho celkový aerodynamický odpor. Turbíny totiž nepracujú vo „vákuu“ – kladú vzduchu odpor, aby z neho mohli extrahovať energiu. Motor vozidla tak musí vynaložiť dodatočnú energiu nielen na pohyb samotného auta, ale aj na pretlačenie vzduchu cez tieto turbíny. Tento energetický deficit je neprekonateľný.
Aj keby sme predpokladali, že turbíny by dokázali zachytiť všetku túto energiu, narazili by sme na ďalší neúprosný limit, známy ako Btzov zákon. Tento fundamentálny princíp aerodynamiky hovorí, že žiadna veterná turbína nedokáže premeniť viac ako 59,3 % kinetickej energie vetra na mechanickú prácu. V praxi je účinnosť turbín ešte nižšia, a k tomu sa pridávajú ďalšie straty v generátore, meničoch a pri nabíjaní batérie.
Výsledkom je, že energia, ktorú by turbíny vygenerovali, by bola len zlomkom dodatočnej energie, ktorú by motor musel spotrebovať na prekonanie ich vlastného odporu. Na rozdiel od tohto konceptu, ktorý pripomína perpetuum mobile, existujú reálne inovácie, ktoré posúvajú hranice elektromobility. Jedinou skutočnou formou „samonabíjania“ je rekuperačné brzdenie, kde sa kinetická energia vozidla, ktorá by sa inak pri brzdení stratila ako teplo, premieňa späť na elektrickú energiu a ukladá do batérie.
Medzi ďalšie sľubné technológie patrí ultrarýchle nabíjanie s výkonom nad 350 kW, vývoj batérií s pevným elektrolytom (solid-state batteries) s vyššou energetickou hustotou a technológia V2G (Vehicle-to-Grid), ktorá umožňuje elektromobilom dodávať energiu späť do siete. Hoci je sen o aute, ktoré sa nabíja samo, silný a inšpiratívny, tento konkrétny prístup je z pohľadu fyziky zásadne chybný. Skutočné inovácie posúvajú hranice inžinierstva, no vždy musia rešpektovať základné prírodné zákony.
Zdroj: supercarblondie.com.
Zdroj Foto: depositphotos.com.
