רכב חשמלי מונע מצבר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
הטויוטה RAV4 EV הונעה על ידי 24 מצברי 12 וולט, בעלי מחיר מעשי שווה ערך ליותר מ-165 מיילים לגלון לפי תעריפי הדלק בשנת 2005 בארצות הברית

רכב חשמלי מונע מצבר הוא סוג של רכב חשמלי שבו משתמשים באנרגיה כימית האצורה בחבילת מצברים נטענים. המצבר הנפוץ כיום לשימוש ברכבים חשמליים מבוסס על סוללת ליתיום-יון (lithium ion). ההספק הנחוץ עבור רכב חשמלי מונע מצבר מתקבל מהמנוע החשמלי בלבד, כך שברכב זה אין צורך במנוע בעירה פנימית, במכל דלק או בתא דלק. לעומת זאת, כלי רכב שבהם מצויים שני סוגי המנועים (חשמלי ובעירה פנימית) נקראים "כלי רכב היברידיים" ואינם נחשבים לרכבים חשמליים מונעי-מצבר.

חברות הרכב טויוטה, הונדה, פורד וג'נרל מוטורס יצרו בשנות ה-90 כלי רכב חשמליים מונעי מצבר, כיוון שאולצו לעשות זאת על ידי מדינת קליפורניה. יצרני הרכב הראשיים בארצות הברית הואשמו בכך שחיבלו במתכוון במאמצי היצור של הרכב החשמלי.[1][2]

כלי רכב חשמליים מונעי מצבר במונקו בשנת 2000 באירוע טרנסאירופה

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

היסטוריית כלי רכב חשמליים בעולם[עריכת קוד מקור | עריכה]

פרסומת לרכב חשמלי בדטרויט, 1912
מכונית טסלה רודסטר בטעינה באוסלו, נורבגיה. במדינה זו יש מספר הרכבים החשמלים הגדול ביותר לנפש.

כלי רכב מונעי מצבר קדמו לכלי רכב מונעי בנזין ודיזל. בין השנים 1832 ו-1839 (השנה המדויקת אינה ודאית) המציא איש העסקים הסקוטי רוברט אנדרסון את הכרכרה החשמלית הראשונה. פרופסור סיבראנדוס סטראטינג מחרונינגן, הולנד, תכנן מכונית חשמלית זעירה אשר נבנתה על ידי עוזרו כריסטופר בקר בשנת 1835.

שיפור המצבר נעשה על ידי הצרפתי גסטון פלנטה בשנת 1865 וכן על ידי קמיל פאור בשנת 1881. כך החלה להיסלל הדרך להתפתחות כלי הרכב החשמליים. המדינות הראשונות שתמכו בתפוצה נרחבת של כלי רכב חשמליים היו צרפת ובריטניה.[3]

ממש לפני שנת 1900, לפני עלייתם של מנועי הבעירה הפנימית המזהמים, החזיקו כלי רכב חשמליים בהישגי מהירות ומרחק מרשימים. בין השיאים המרשימים היו שבירת מחסום המהירות של ה-100 קילומטר לשעה, על ידי קמיל ג'נאטזי ב-29 באפריל 1899, בעת נסיעה ברכב חשמלי דמוי רקטה אשר כונה ג'מייס קונטנטה והגיע למהירות שיא של 105.88 קילומטרים לשעה. הטכנולוגיה הבסיסית של מכוניות חשמליות היא פשוטה, ותיקה ומוכחת. זו אותה טכנולוגיה שמשמשת אותנו במכשירים חשמליים רבים ברוב תחומי החיים.

בתחילת המאה העשרים היוו המכוניות החשמליות רוב בקרב כלי הרכב המונעים בעולם, אך כיום מרבית כלי הרכב מונעים במנוע בעירה פנימית ולא במנוע חשמלי. להלן מספר גורמים לכך:

  • בשנת 1912 הציגה קדילאק, לראשונה ביצור סדרתי, את המתנע החשמלי למנוע בנזין. עד אז נאלצו נהגי המכוניות להתניע אותן באמצעות מנואלה, וזאת הייתה פעולה קשה פיזית, ואפילו מסוכנת במקרים בהם המנואלה הסתובבה כנגד כיוון הסיבוב ואף גרמה לפגיעות גופניות. בנוסף באותה תקופה, מכונית שהונעה במנוע בעירה פנימית הייתה הרבה יותר קשה לתפעול לעומת מכונית חשמלית מכיוון שהיה צורך בתזמון הצתה ידני - פעולה שבוצעה במנוע בעירה פנימית במקביל לכל שאר פעולות הנהיגה. תזמון ההצתה החשמלי והמתנע החשמלי נכנסו ליצור סדרתי אצל מרבית יצרני הרכב במהלך שנות ה-20 של המאה ה-20, וכך נמחק אחד היתרונות של ההנעה החשמלית.
  • גורם חשוב נוסף היה "ניצחונה" של שיטת זרם החילופין ברשת החשמל על שיטת הזרם הישר.[4] כאשר יצרני החשמל נטשו את שיטת הזרם הישר, שהיא השיטה למילוי מצברים, נאלצו בעלי מכוניות חשמליות לרכוש ממירי זרם יקרים, דבר שהפך את רכישת הרכב ואחזקתו ליקרה.
  • התפתחותה המהירה של תעשיית הרכב, בעיקר בזכות יזמים כמו הנרי פורד שהפכו אותה לעממית יותר, ובחירתה של תעשייה זו במנוע בעירה פנימית. ייתכן שזהו הגורם המשפיע ביותר.
  • תחבורה היא אחד הלקוחות החשובים של תעשיית הנפט, שהפכה לאחת מהתעשיות החזקות והמשפיעות ביותר בעולם כלו.

במשך קרוב לחמישים שנה, עד לשנות ה-70 של המאה ה-20 בערך, כמעט נעלמה כליל המכונית החשמלית. יחד עם זאת, כלי רכב חשמליים הוסיפו לשמש במגוון רחב של שימושים - החל ממלגזות שפועלות במחסנים, דרך מכוניות גולף, מכוניות עירוניות וגם בכל קטר רכבת בעולם. כל קטרי הרכבת המודרניים בעולם מונעים על ידי מנועים חשמליים, מפני שרק מנועים כאלה מסוגלים ליצר את מומנט הכוח האדיר שנדרש לצורך הנעת רכבת. בעוד שעובדה זו ברורה בקטרים חשמליים, הרי גם בקטרי דיזל מה שמסובב את הגלגלים אינו אותו מנוע דיזל, אלא מנוע חשמלי אדיר שמקבל את אספקת החשמל שלו ממנוע הדיזל. מנועי הדיזל שעל הרכבת הם בסך הכל גנרטורים לצורך אספקת חשמל למנועים החשמלים.

עד שנות ה-80 של המאה ה-20, הבעיה בסוללות חשמליות הייתה טעינה ממושכת, עלות יקרה והספקים נמוכים, ועל כן השימוש הנפוץ במכוניות אלו היה בדרך כלל בדגמים קטנים ובמקומות סגורים כמו מגרשי גולף ובתי חולים, ולהסעים זעירים כגון כיסאות גלגלים חשמליים וקלנועיות למיניהן.

בסוף המאה העשרים היו מספר פריצות דרך מדעיות בתחום הסוללות החשמליות המבוססות ליתיום ובתחום ננו-חלקיקים בתעשיית הננוטכנולוגיה. פיתוחים אלה מקנים אפשרות להטעין את הסוללה בשקע החשמל הביתי במשך כ-5-8 שעות או בהטענה של בין 10-15 דקות בזרם חשמלי בהספק גבוה בתחנות טעינה ייעודיות, ובכך לפתור את בעיית זמן הטעינה הארוך שהיווה מכשול.

מגבלות של כלי רכב מבוססי מצבר[עריכת קוד מקור | עריכה]

המגבלות העיקריות של כלי רכב מבוססי מצבר מצבר נעוצות בעלות הרכב, טווח הנסועה הקצר, ובזמן הטעינה הארוך.

מחיר הסוללות החשמליות מאמיר את מחירי המכוניות החשמליות מונעות המצבר, כך שמחירי המכוניות החשמליות בערך כפול לעומת מחירי המקבילות להן. לדוגמה, ב-2012 מחירה של סוללה נטענת בהספק של קוט"ש אחד עלה כ-1,000 דולר. מחירה של השברולט וולט שהספקה החשמלי הוא 16 קוט"ש מאמיר בכ-16,000 דולר ועומד על כ-40,000 דולר בארצות הברית, לעומת מקבילתה הלא חשמלית שעולה כ-20,000 דולר בארצות הברית. בחלק מהמדינות ישנן כל מיני תוכניות עידוד שנועדו להכנסת מכוניות חשמליות לשוק, כמו הנחה במסים, או נסיעה חינם בכבישי אגרה. בארצות הברית צפויה הטבת מס של 7,500 דולר לדגם החשמלי. עם זאת, עלות הטעינה החשמלית יחסית לתדלוק בדלק זולה משמעותית ומפצה על העלות הראשונית של המכונית.

נקודת חולשה נוספת היא הטווח של מכונית מבוססת סוללות. טווח הנסועה הריאלי של רוב המכוניות החשמליות המשפחתיות ב-2012 עומד לכל היותר על כ-160 ק"מ, לעומת טווח נסועה של בין 500-600 ק"מ למכונית בנזין, ובין 700-800 ק"מ למנוע דיזל. אמנם, בסוף 2011 הוצגה ביפן על ידי חברת ההזנק היפנית SIM-Drive, מכונית חשמלית משפחתית עתידית בטכנולוגיה של מנוע-גלגל שמסוגלת להגיע לנסיעה של 300 ק"מ בטעינה אחת. לרכב סוללה בקיבולת 24.9 קוט"ש, שיכולה להגיע לכ-6,000 מחזורי טעינה, והוא אמור להיות משווק ב-2013‏[5].

ונקודת חולשה נוספת של מכונית חשמלית לעומת מכונית עם מנוע בעירה פנימית, הוא המקום והמשקל של הסוללות במכונית חשמלית לעומת המקום והמשקל של הדלק במכונית עם מנוע בעירה פנימית. על פי עומר סלע מצבר של מכונית חשמלית טיפוסית כיום תופס נפח של 300 ליטר ושוקל 300 ק"ג, ואילו דלק של מכונית עם מנוע בעירה פנימי תופס נפח של 40 ליטר ושוקל רק 30 ק"ג, הפרש זה מחייב יצירת שלדות חזקות יותר למכוניות חשמליות, תהליך שייקח לו להתייצב מספר שנים.‏[6]

ניסיונות ייצור כלי רכב חשמליים בישראל[עריכת קוד מקור | עריכה]

את המצבר אף לא נזכיר, אם כי הוא הוא, בלי ספק, יורש העצר; כבר יש לכבדו, אולם עדיין אין הוא שולט. יבוא יום הפלאים והמצבר החשמלי יעלה לשלטונו. עצמת הרוח והגל ארוזה בתיבה קטנה-ומשוגרת. כוחות טבע לאין סוף הנסערים לריק נכלאו והועמדו לשירות האדם למאור ולעבודה ולרווחה - איזה חלום! האגדות הקרובות ללבנו שוב אינן פותחות עתה במילים: "הָיֹה הָיָה"... אלא: "הָיֹה יִהְיֶה"

בנימין זאב הרצל, "האבטומוביל" (1899)

הראשון שניסה לייצר מכונית חשמלית תוצרת הארץ היה א. שנאפ, "מומחה ותיק לייצור מצברים". המכונית הראשונה שבנה יכלה להסיע מטען של 300 ק"ג למרחק של 125 ק"מ במהירות של 65 ק"מ לשעה, כך דווח. במאי 1948 התפרסמו ידיעות על תוכנית להקמת חברה לייצור מכוניות חשמליות ע"פ תוכניותיו. מחיר מכונית חשמלית בינונית הוערך ב 350-400 לירות[7].

ב-2004 ניסתה חברת החשמל לפתח רכב חשמלי מונע מצבר מתוצרת בדפורד הבריטית. החברה התכוונה לשתף פעולה עם משרד התחבורה ועיריית תל אביב, אך "מסיבות תקציביות וביורוקרטיות" בוטל הפרויקט.‏[8]

במסגרת תוכנית "מסדרון השלום" בין ישראל וירדן שקידם שמעון פרס, התגבש פרויקט להקמת מפעל לייצור מכוניות חשמליות. הוגה הרעיון ומקדמו היה שי אגסי. בנובמבר 2007 הכריזה ממשלת ישראל על תמיכתה העקרונית בפרויקט המכוניות החשמליות הידידותיות לסביבה של שי אגסי, כולל הקמת צוותי עבודה לקידום הנושא.‏[9]

סוגי מכוניות חשמליות[עריכת קוד מקור | עריכה]

סוללות נטענות[עריכת קוד מקור | עריכה]

אליקה - מכונית קונספט מונעת מצבר, שפותחה באוניברסיטת קאייו ביפן
מכונית ניסאן ליף - מכונית חשמלית נטענת בעלת הספק של 107 כ"ס, וטווח נסיעה רשמי של כ-160 ק"מ‏[10]. למכונית שני שקעי טעינה: אחת לטעינה רגילה (8 שעות לטעינה מלאה), והשנייה לטעינה מהירה (80% אחוז סוללה תוך כחצי שעה)

הטכנולוגיה של רכבים חשמליים מונעי מצבר מבוססת על הנעה ישירה מסוללה נטענת. הסוללה הנפוצה ביותר כיום בתחום הסוללות הנטענות היא סוללת ליתיום-יון (lithium ion). הרכבים החשמליים הראשונים שיוצרו התבססו על סוללת העופרת (lead-acid battery) שסיפקה טווח נסיעה מוגבל לרכבים (כ-100 קילומטר) בין טעינות. סוללה זו בעלת צפיפות הספק יחסית נמוכה (כ-30–40 וואט לקילוגרם), לכן רכבים המבוססים על סוללה זו יחסית כבדים ופחות יעילים. לזמן מה, ובצורה מוגבלת, ההנעה החשמלית ברכבים התבססה על סוללות ניקל מתכת-הידריד (NiMH batteries) עם קיבול וטווח נסיעה דומים לסוללת העופרת, אך צפיפות הספק גבוהה יותר (כ-30–80 וואט לקילוגרם). בנוסף היה לה זמן חיים יחסית ארוך של כ-160,000 ק"מ. אולם בעיות שונות כגון ביצועים ירודים בטמפרטורות קרות, פריקה עצמית גבוהה ואי יכולת פיתוח ומסחור עקב עיכובי פטנטים הגבילו את הפיתוח והיישום של סוללה זו.[11] כאמור, כיום נעשה שימוש בסוללה המתקדמת המבוססת על ליתיום-יון.[12] סוללה זו בעלת צפיפות הספק גבוהה מאוד (כ-250-340 וואט לקילוגרם). חסרונה הוא יוקר חומרי הגלם (בראשם ליתיום) ומספר מחזורי פריקה-טעינה נמוך יחסית (כ-2000-4000). ישנן גם בעיות בטיחות כגון סכנת התלקחות.

פרט לטעינת המצברים על ידי חיבורם לרשת החשמל, טכנולוגיית הבלימה המטעינה (regenerative brake) תורמת גם היא להטענת המצברים. מנגנון אחזור האנרגיה שבבלימה המטעינה מאט רכב או עצם אחר על ידי המרת אנרגיה קינטית לסוג אנרגיה אחר הניתנת לשימוש מיידי או לאגירה. ברכב החשמלי אנרגיה זו נאגרת במצברי הרכב או בקבוצת קבלים על ידי הטענתם. טכנולוגיה זו פותחה עבור רכבים בשנת 1967 [13].

כיום, בין ראשי החוקרים של מכוניות חשמליות מונעות מצבר ניצב פרופסור הירושיי שיניזו מאוניברסיטת קאייו היפנית, שהצליח ליצור ב-2003 מכונית חשמלית המכונה "אליקה", המגיעה ל-370 קמ"ש ולמרחק של 300 ק"מ בטעינה אחת. בנובמבר 2004 שיניזו הפתיע שוב כאשר אליקה עקפה את התאוצה של פורשה 911 טורבו והגיעה מ-0 ל-100 קמ"ש ב-4 שניות.‏[14] בשנת 2008 הגיע דגם משופר יותר של אליקה למהירות של 400 קמ"ש. למכונית שמונה גלגלים בעלי מנועים נפרדים, בתפוקה כוללת של 600 כוחות סוס. עקב האכילס של המכונית היא עלותה: למכונית 320 סוללות ליתיום-יון שעלותם כ-20 מיליון ין. אף שביפן ישנה הטכנולוגיה המפותחת ביותר בתחום, דווקא בסין ישנו יישום מסחרי של טכנולוגיה זו. חברה סינית מייצרת מוניות חשמליות, המבוססות גם הן על סוללות ליתיום-יון. המהירות המקסימלית שלהן היא 120 קמ"ש, והן בעלות טווח נסיעה של 350 ק"מ לטעינה אחת.

לאחרונה חברה אמריקאית בשם פניקס מוטורקארס‏[15] החלה לייצר מכוניות חשמליות המבוססות על הסוללה החדשנית והידידותית לסביבה של חברת אלטרנאנו מארצות הברית‏[16] המבוססת ליתיום, טיטניום וחלקיקים מתעשיית הננוטכנולוגיה. הסוללה מאפשרת טעינה מהירה של עד 10 דקות המקנה טווח נסיעה של 200 ק"מ לטעינה בדגם הקודם ועד 400 ק"מ בדגמי 2009. יתרונה הנוסף הוא באורך חייה שמגיע עד ל-400,000 ק"מ נסיעה מצטברת תוך כדי 15,000 מחזורי פריקה וטעינה.

אחת מהסנוניות המצליחות של רכבים חשמליים, היא טסלה רודסטר היוקרתית של חברת טסלה הקליפורנית, מכונית הספורט החשמלית הראשונה. הממשל האמריקני קבע כי זו המכונית החסכונית ביותר בארצות הברית, בציון שמשקף צריכת דלק של 47.3 ק"מ לליטר‏[17]. הטסלה מצוידת במנוע חשמלי בעל 288 כ"ס, וטווח הנסיעה האופטימלי שלה, על פי נתוני היצרן, מתקרב ל-400 ק"מ. בשנת 2012 לחלק נכבד מחברות המכוניות ישנו דגם מסחרי של רכב חשמלי. אחד הפופולריים שבהם הוא ניסאן ליף[18] של חברת ניסאן מוטורס, בעלת מנוע חשמלי בהספק של 107 כ"ס. מכונית זאת זכתה לתואר מכונית השנה בשנת 2011 עוד בטרם החלה להמכר. כמו כן, קיימת רנו פלואנס של חברת רנו הצרפתית, שהסוללות שבה מותקנות (לפחות בגרסה הישראלית) באופן שיהיו שליפות באמצעות רובוט במספר דקות. חברת BMW החלה במכירת סדרת i החשמלית בסוף שנת 2013.

היברידיות נטענות[עריכת קוד מקור | עריכה]

השברולט וולט היא מכונית חשמלית היברידית עם גנרטור בנזין.

הבעיה העיקרית של מכוניות חשמליות מונעות מצבר היא טווח הנסיעה. בעוד שטווח הנסיעה של מכונית משפחתית ממוצעת מונעת בנזין הוא כ-400 ק"מ למכל דלק ואף יותר, במכונית חשמלית ממוצעת טווח הנסיעה הוא פחות מ-200 ק"מ, ובניסאן ליף אף פחות מ-150 ק"מ. דבר זה דרבן את יצרניות המכוניות לייצר מכונית "משולבת" ובה מנוע חשמלי וגם מנוע בעירה פנימית.

במכוניות אלו קיים גם מנוע חשמלי שמופעל על סוללות חשמליות נטענות, וגם מנוע בנזין ליצור חשמל שיכול לטעון את הסוללות (פועל כגנרטור) או להניע את המכונית כאשר הדבר נצרך. הדבר מכוון במיוחד למכוניות שנועדו לטווחי נסיעה ארוכים. דגמים לדוגמה שקיימים כיום בשוק הינם הטויוטה פריוס היפנית, השברולט וולט האמריקאית, והאופל אמפרה הארופאית.

הקונספט של השברולט וולט מבוסס על שלושה מנועים וסוללה. שני מנועים חשמליים, מנוע בעירה שלישי, וסוללת ליתיום-יון בעלת הספק של 16 קילוואט שעה. המנוע החשמלי הגדול מייצר הספק של 149 כוח סוס (כ"ס), והוא האחראי העיקרי להנעת המכונית. המנוע החשמלי הקטן מייצר 49 כ"ס, ואילו מנוע הבעירה שמשמש כגנרטור נועד לטעון את סוללת הליתיום-יון לטווח נסיעה של כ-56 ק"מ נוספים - אך בשעת הצורך מאפשר לקבל עוד 80 כ"ס נוספים‏[19]. על פי דיווחי החברה, צריכת הדלק הממוצעת של הוולט הוא כ-100 ק"מ לליטר‏[20].

נראה שזוהי אחת המגמות שאליה הולך השוק המסחרי בתחילת העשור הראשון של המאה העשרים ואחת, מכיוון שטווח הסוללות האפקטיבי מוגבל, ועומד על פחות ממחצית מטווח נסיעתן של מכונית מונעת בנזין.

תא דלק[עריכת קוד מקור | עריכה]

תא דלק הוא תא אלקטרוכימי, אשר ממיר אנרגיה כימית לזרם חשמלי. חשמל נוצר בתוך התא על ידי תגובה כימית בין דלק וחומר מחמצן המסופקים אל התא מבחוץ בנוכחות אלקטרוליט וזרז.

רכב חשמלי מונע תא דלק (Fuel Cell Electric Vehicle) הוא סוג של רכב חשמלי העושה שימוש בתא דלק לצורך הנעת המנוע החשמלי. תא הדלק ברכב מסוג זה יוצרים חשמל להנעת המנוע החשמלי על ידי שימוש במימן כדלק ובחמצן שבאוויר כמחמצן. תא הדלק ברכב מתפקד כמו סוללה ומפיק חשמל אשר מניע את המנוע החשמלי. אבל במקום להטעין את הסוללה, תא הדלק מתודלק במימן. רכב המתודלק במימן טהור פולט מעט מזהמים לסביבה ומפיק בעיקר מים ואנרגיה (חום וחשמל ההופך לתנועה). אף על פי כן, הפקת המימן יוצרת מזהמים וגזי חממה, אלא אם המימן מופק בדרכים ברות-קיימא.[21]

סוללה שלא נטענת בחשמל המבוססת אבץ-אוויר[עריכת קוד מקור | עריכה]

שיטה נוספת המבוססת על סוללת אבץ אוויר פותחה על ידי חברת "דלק חשמלי" מירושלים. בתהליך זה אבץ מתכתי מתרכב עם החמצן שבאטמוספירה. בראקציה זו נוצרת תחמוצת אבץ, בתהליך המשחרר אנרגיה. החיסרון של שיטה זו, הוא הצורך בהחלפת המצברים לאחר פריקתם, כיוון שלא ניתן לטעון אותם בחשמל. לשם כך יש להקים מערך של "תחנות דלק" שמחליפות את הסוללות. החלפת הסוללות אורכת כיום כ-10 דקות, אך החברה שואפת להגיע לשתי דקות. שיטה זו מתאימה יותר לחברות גדולות שיש להם מערך לוגיסטי מתאים לבצע את החלפות המצברים. השיטה נוסתה בגרמניה בידי רשות הדואר הפדרלית. חברת החשמל הישראלית רכשה את הזיכיון לשימוש בדלק חשמלי במזרח התיכון‏[22]. לשיטה זו פוטנציאל במנועים של מכשירים חד פעמיים כמו למשל טילי טורפדו ימיים. כיום שיטה זו איננה נפוצה.

סוגי רכבים חשמליים מונעי מצבר[עריכת קוד מקור | עריכה]

רכבים חשמליים מונעי מצבר משמשים למטרות נוספות פרט לרכבים פרטיים. ניתן למצוא רכבים אלו בשימושים שונים החל מאוטובוסים בקווי תחבורה ציבורית וכלה באופניים חשמליים.

אוטובוס חשמלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

אוטובוס חשמלי הוא אוטובוס המונע באמצעות מצברים הנישאים על ידי האוטובוס עצמו, בשונה מאוטובוס חשמלי המונע באמצעות כבלי חשמל המתוחים לאורך מסלול האוטובוס בעיר.

בצ'טנוגה, טנסי, ארצות הברית פועלים תשעה אוטובוסים חשמליים מונעי מצבר ללא תשלום מייצור מקומי אשר נכנסו לשירות כבר בשנת 1992.[23]

בתחילת קיץ 2000 נמל התעופה הבינלאומי של הונג קונג החל להפעיל אוטובוס חשמלי של חברת מיצובישי המסוגל לשאת 16 נוסעים. בסתיו 2000 העיר ניו יורק החלה לבחון אוטובוס חשמלי מונע מצבר לצורכי הסעת ילדים לבית הספר. באולימפיאדת בייג'ינג (2008) נעשה שימוש בצי של 50 אוטובוסים חשמליים בעלי טווח נסיעה של 130 קילומטר. הסוללות באוטובוסים אלו הוחלפו בסוללות טעונות בתחנות ההטענה על מנת לאפשר נסיעה רציפה 24 שעות ביממה.[24] אוטובוס חשמלי ראשון בעל טעינה מהירה החל לפעול בפומונה, קליפורניה, ארצות הברית בספטמבר 2010. אוטובוס זה יכול להיטען במלואו תוך פחות מעשר דקות.[25]

רכבת חשמלית[עריכת קוד מקור | עריכה]

רכבת חשמלית מונעת מצבר היא סוג של רכבת חשמלית המונעת באמצעות מצברים הנישאים על ידי הרכבת עצמה, בשונה מרכבת חשמלית המונעת באמצעות כבלי חשמל המתוחים לאורך הפסים. רכבות אלו נמצאות בשימוש היכן שהנעת דיזל קונבנציונלית או רכבת חשמלית אחרת יהיו בלתי ניתנות לשימוש. דוגמה לשימוש שכזה היא גוררת התחזוקה של רכבות חשמליות למקרים בהם אספקת החשמל החיצונית הופסקה, כמו זו שבשימוש ברכבת התחתית של לונדון.

שימוש נוסף לרכבת חשמלית מונעת מצבר הוא במתקנים תעשייתיים בהם רכבת העושה שימוש בכבלים חשמליים או בתהליך בעירה לצורך הנעה (כמו רכבת מונעת קיטור או דיזל) מהווה מפגע בטיחותי עקב סכנת פיצוץ או שריפה במקום סגור. רכבת חשמלית מונעת מצבר מועדפת גם במכרות בהם גז דליק עלול להיות מוצת.[26]

רכב חשמלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

רכב חשמלי הינו רכב המונע באמצעות מצבר הניתן להטענה. על אף שלרכבים אלו תאוצה ומהירות מקסימלית גבוהות, צפיפות האנרגיה הנמוכה של מצברים נטענים הנפוצים מסחרית בשנת 2010 בהשוואה לזו של דלקי מאובנים גורסת כי רכבים אלו זקוקים למצברים גדולים המהווים נתח נכבד ממסת הרכב, וזאת עדיין על מנת לספק טווח נסיעה יחסית קצר בין ההטענות. טעינה מחדש עלולה אף היא לקחת זמן רב. עבור נסיעות יומיות קצרות, פתרון הרכב החשמלי יכול להיות פרקטי כאשר טעינת המצברים מתרחשת, לדוגמה, בלילה או בזמן החנייה. נסיעות ארוכות יותר אפשריות כיום בשיטת החלפת המצברים על ידי התקנת תחנות ייעודיות כפי שמתבצע במספר מוקדים בעולם כגון ישראל וטוקיו.[27][28]

לרכב החשמלי פוטנציאל להורדה ניכרת בכמות פליטת המזהמים העירונית מכיוון שאינו פולט גזים רעילים.[29][30][31] הפחתת פליטות גזי החממה מרכבים על ידי שימוש ברכבים חשמליים תלויה באופן ייצור החשמל. לדוגמה, בארצות הברית מעבר כלל האוכלוסייה לשימוש ברכבים חשמליים יוביל להפחתה של כ-30% מפליטות הפחמן הדו-חמצני מרכבים (לפי תמהיל הדלקים הנוכחי המשמש לייצור חשמל).[32][33][34] לפי תמהילי הדלקים הנוכחיים במדינות אחרות, ניתן לחזות כי מעבר לרכב חשמלי יוביל להפחתת פליטות דומות של כ-40% באנגליה[35], כ-19% בסין[36] ורק כ-1% בגרמניה.[37]

רכבים חשמליים מונעי מצבר צפויים להשפיע באופן ניכר על תעשיית הרכבים[38] עקב יתרונות כגון הפחתת הזיהום העירוני והכללי, הפחתת התלות בנפט ובעליית מחירי הנפט הצפויה.[39][40][41] לפי אחת התחזיות, רכבים חשמליים יהוו כשליש מכלל מכירות הרכבים החדשים בשנת 2020.[42]

רכבים חשמליים בעלי יעוד ייחודי[עריכת קוד מקור | עריכה]

ישנם סוגים רבים של רכבים חשמליים בעלי יעוד ייחודי, החל מרכבים נפוצים כגון רכבי גולף, מלגזות וטרקטורונים, וכלה ברכבי חלוקת חלב בארצות מסוימות[43]וברכבים חשמליים שכונתיים.[44]

דו גלגלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

אופנוע חשמלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – אופנוע חשמלי

אופנוע חשמלי הוא אופנוע בעל מנוע חשמלי. בדומה קיים גם קטנוע בעל מנוע חשמלי.

אופניים חשמליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – אופניים חשמליים

אופניים חשמליים הם אופניים ממונעים שאליהם מחובר מנוע חשמלי קטן המונע באמצעות סוללה חשמלית. בחלק מהדגמים יכול הרוכב להיעזר במנוע גם כאשר אין הוא מדווש, ובדגמים אחרים המנוע מופעל רק בעת הדיווש. אופניים חשמליים נבדלים מאופנועים חשמליים בכך שיש להם מנוע חלש יותר, וביכולתו של הרוכב לנוע גם באמצעות דיווש בלבד. רוב הדגמים מגיעים למהירות של 20-35 קמ"ש עם הספק של 250-750 וואט.

קורקינט חשמלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

קורקינט חשמלי הינו קורקינט בעל מנוע חשמלי המונע על ידי סוללה חשמלית. הקורקינט בעל כידון הדומה לזה של אופניים, אך קוטר גלגליו לרוב קטן בהרבה מקוטר גלגלי האופניים. רכיבה על קורקינט חשמלי מתבצעת בעמידה, אך ניתן גם לשבת על ידי התקנת כיסא דומה לכיסא של אופניים.

השימוש בקורקינט חשמלי בישראל הוסדר בצו ביולי 2004. הצו מגדיר קורקינט חשמלי כרכב בעל שני גלגלים המורכבים בזה אחר זה, המונע במנוע חשמלי שהספקו לא עולה על 100 וואט, מהירותו לא גבוהה מ-12 קמ"ש, ומשקלו העצמי לא עולה על 12 ק"ג. על פי הצו, קורקינט כזה פטור מהחובות החלות על רכב ממונע על פי פקודת התעבורה[45].

השימוש בקורקינט מכני בעל מנוע בנזין אסורה בישראל וכך גם קורקינט חשמלי בעל יכולות גבוהות מאלו המנויות בפקודת התעבורה. למרות זאת, בכבישי ישראל נעים אלפי קורקינטים כאלו בניגוד לחוק וללא שיש להם רישיון או ביטוח למקרה שהרכב ייפגע או שיפגע באדם אחר‏[46]. בספטמבר 2009 נהרג בתל אביב רוכב על קורקינט חשמלי שהתהפך, ככל הנראה לאחר שפגע במראת צד של רכב חונה‏[47].

משרד התחבורה מחרים מדי פעם קורקינטים ממונעים האסורים לשימוש בישראל, אולם הקורקינטים הממונעים שהוחרמו נמכרו במכרזים לכל המרבה במחיר ללא הסדרה חוקית. בית המשפט העליון הביע תמיהה על מדיניות זאת בספטמבר 2010 ודרש להפסיקה לאלתר‏[48].

רכינוע[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – רכינוע

רכינוע או באנגלית סגוויי (Segway) הוא כלי תחבורה בעל שני גלגלים. הרכינוע מייצב את עצמו באופן רציף באמצעות מחשבים ומנועים הנמצאים בבסיסו. על מנת לנוע קדימה, על המשתמשים להישען קדימה, בעוד תנועה לאחור מושגת באמצעות הישענות אחורה. הרכינוע מונע על ידי מנועים חשמליים המביאים אותו למהירות של עד 20 קילומטר לשעה. הרכינוע מונע באמצעות מצבר ליתיום-יון מבוסס זרחן הניתן לטעינה באמצעות חשמל ביתי.

יתרונות וחסרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

יתרונות כלי רכב חשמליים מונעי מצבר[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • יעילותם גבוהה בערך פי שלושה ביחס ליעילותם של כלי רכב בעלי מנוע בעירה פנימית עקב איבוד חום יחסית נמוך לסביבה.
  • רכב חשמלי מונע מצבר הינו בעל פליטה מקומית אפסית של מזהמים כגון גזים מסוכנים לבריאות או גזי חממה.
  • כאשר טעינת מצברי הרכב מתבצעת על ידי מקור אנרגיה המבוסס על דלק מאובנים, פליטת המזהמים מרוכזת ואינה מתרחשת במרכזי הערים. בנוסף, פלטות המזהמים לקילומטר נמוכות מאשר פלטות כלי רכב בעלי מנוע בעירה פנימית עקב יעילותם של הרכבים החשמליים.
  • כאשר טעינת מצברי הרכב מתבצעת על ידי מקור אנרגיה מתחדשת, הזיהום הכולל הנפלט הינו יחסית נמוך מאוד.
  • לרוב כלי הרכב מונעי המצבר יכולת האצה טובה מזו של כלי רכב רגילים מונעי דלק.
  • מכוניות חשמליות מונעות מצבר הן "מכוניות ירוקות" המפחיתות את התלות בנפט, ובכך מאפשרות להקטין את ההתחממות הגלובלית על ידי הפחתת אפקט החממה.
  • מכונית חשמליות מונעת מצבר אף שקטות יותר ממכונית מונעת דלק ובכך מונעות זיהם רעש.
  • עלות האנרגיה הנצרכת זול משמעותית יחסית למנועי בנזין.

חסרונות כלי רכב חשמליים מונעי מצבר[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • מחיר יחסית גבוה (כ-1,000 דולר לקילוואט, כאשר מכונית טיפוסית היא בעלת הספק של בין 16 קילוואט ל-24 קילוואט).
  • מרחק נסיעה יחסית קצר בין טעינות המצבר (כ-150 ק"מ למכונית טיפוסית בשנת 2012).
  • משקל ונפח גבוה פי עשרה מאשר מאשר דלק של מנוע בעירה, אשר מחייבים גודל מינימלי של מכונית וחיזוק שלדות.
  • זמן טעינה ממושך (כ-8 שעות בזרם חשמל רגיל).
  • אורך חיים מוגבל של המצבר.
  • שימוש ביסודות נדירים במצברי הרכב.

חדירתו המוגבלת לשוק של כלי הרכב מונעי-המצבר יוחסה היסטורית לבעיות אלו, אשר נפתרות בהדרגה באמצעות שיפורים טכנולוגיים תמידיים בטכנולוגית הסוללות.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ "The Death and Rebirth of the Electric Auto" Hari Heath. The Idaho Observer Vol 8, No. 26, Sept, 21, 2006.
  2. ^ Who killed the electric car? (website)
  3. ^ Bellis, M. (2006) "The History of Electric Vehicles: The Early Years" About.com article at inventors.about.com accessed on 6 July 2006
  4. ^ ראו מלחמת הזרמים
  5. ^ רכב חשמלי יפני השיג טווח נסיעה של כ-300 ק"מ לכל טעינה, אתר טכנולוגיות
  6. ^ אולגה ויניאר ותומר הדר, עתידה של בטר פלייס: הרעיון של אגסי מחשמל, המציאות שונה, באתר כלכליסט, 4 באוקטובר 2012
  7. ^ אסף שטול-טראורינג, 2.5.1948 / מכונית חשמלית ארצישראלית, באתר הארץ, 2.5.2012
  8. ^ תומר הדר, אגסי לא הראשון: גם חברת החשמל פיתחה מכונית חשמלית ונכשלה, באתר הארץ, 16.11.2007
  9. ^ יואב קווה, הממשלה תודיע היום: תומכת במכונית החשמלית, באתר הארץ, 11.11.2007
  10. ^ על פי נתוני המשרד האמריקני להגנת הסביבה עומד טווח הנסיעה על 117 ק"מ בלבד
  11. ^ ראו EV Batteries Held Hostage. Electric Vehicle Authority. אוחזר ב־13 באוגוסט 2012.
  12. ^ ראו The Solution - Batteries. Better Place. אוחזר ב־13 באוגוסט 2012.
  13. ^ 1968: AMC's Amazing Amitron Electroc Car. Rethro Thing. אוחזר ב־13 באוגוסט 2012.
  14. ^ Electric shock: it's faster than a Porsche 911 hshgv ידיעה חדשותית באתר Drive its non-stop cars
  15. ^ אתר החברה: http://www.phoenixmotorcars.com
  16. ^ אתר החברה: http://www.altairnano.com/
  17. ^ ynet, הכי חסכונית: טסלה רודסטר חשמלית, באתר ynet‏, 31 במאי 2011
  18. ^ Nissan Leaf. Nissan. אוחזר ב־13 באוגוסט 2012.
  19. ^ חיים זרזר, שברולט וולט חשמלית - העתיד כבר כאן, בערך, 08.07.11, אתר ynet
  20. ^ ynet, מגיעה לארץ: שברולט וולט השיגה 231 ק"מ לליטר, באתר ynet‏, 6 במאי 2011
  21. ^ "Fuel Cell Vehicles", Fuel Economy, Retrieved on: 2008-11-03.
  22. ^ בר כוכבא-מדרשי, תמלא לי בבקשה מחסנית, באתר מטח
  23. ^ David Crockett. Smart Communities Network: Transportation Success Stories. אוחזר ב־13 August 2012.
  24. ^ BIT Attends the Delivery Ceremony of the 2008 Olympic Games Alternative Fuel Vehicles with its Pure Electric Bus. Retrieved 15 August 2008.
  25. ^ Proterra Launches First Deployment of All-Electric, Zero-Emission Buses by Major Transit Agency. Retrieved October 2011.
  26. ^ Strakoš, Vladimír; et al (1997). Mine Planning and Equipment Selection. Rotterdam, Netherlands: Balkema, 435. ISBN 90-5410-915-7. 
  27. ^ Better Places debuts EV fleet of taxis and opening of battery swap stations. betterplaces.com. אוחזר ב־2010-06-28.
  28. ^ רשת עמדות טעינה. betterplaces.com. אוחזר ב־2012-08-12.
  29. ^ Should Pollution Factor Into Electric Car Rollout Plans?. Earth2tech.com (2010-03-17). אוחזר ב־2010-04-18.
  30. ^ Electro Automotive: FAQ on Electric Car Efficiency & Pollution. Electroauto.com. אוחזר ב־2010-04-18.
  31. ^ http://www.cleanairnet.org/baq2003/1496/articles-58076_resource_1.doc
  32. ^ Plug-in Hybrid Cars: Chart of CO2 Emissions Ranked by Power Source. TreeHugger. אוחזר ב־2010-04-18.
  33. ^ Updated State-level Greenhous Gas Emission Coefficients for Electricity Generation 1998-2000 (PDF). Energy Information Administration. אוחזר ב־13 August 2012.
  34. ^ Electric Power Monthly - Table 1.1. Net Generation by Energy Source. Eia.doe.gov. אוחזר ב־2010-04-18.
  35. ^ Less CO2. My Electric Car. אוחזר ב־2010-04-18.
  36. ^ McKinsey Greater China
  37. ^ Palm, Erik (2009-05-01). Study: Electric cars not as green as you think | Green Tech - CNET News. News.cnet.com. אוחזר ב־2010-04-18.
  38. ^ By Martin LaMonica (2009-02-02). "Plotting the long road to one million electric cars", CNN.com. אוחזר ב־ 2010-04-18. 
  39. ^ Terry Macalister (2010-04-11). "US military warns oil output may dip causing massive shortages by 2015 | Business", The Guardian. אוחזר ב־ 2010-04-18. 
  40. ^ Terry Macalister (2010-02-07). "Branson warns of oil crunch within five years | Business", The Guardian. אוחזר ב־ 2010-04-18. 
  41. ^ Loveday, Eric (2010-06-08). ALG predicts gas at $4.13 by 2013; residual values for compacts, hybrids to climb — Autoblog Green. Green.autoblog.com. אוחזר ב־2010-07-16.
  42. ^ Electric Vehicles to represent a third of global sales by 2020: Deloitte.
  43. ^ Milk float - Wikipedia, the free encyclopedia
  44. ^ Neighborhood Electric Vehicle - Wikipedia, the free encyclopedia
  45. ^ צו התעבורה (פטור קורקינט חשמלי מהוראות הפקודה) התשס"ד, קובץ התקנות 6329, רשומות, 14 ביולי 2004
  46. ^ נתן רון ודוד לסגולד, מה חשוב לדעת לפני שרוכשים קורקינט ממונע?, באתר nrg מעריב, 25/9/2009
  47. ^ אבי אשכנזי ונתיב נחמני, רוכב קורקינט התנגש ברכב חונה ונהרג, באתר nrg מעריב, 22/9/2009
  48. ^ רע"פ 2171/10, סעיף 11