Si funksionojnë makinat elektrike?

Makinat elektrike janë të lezetshme dhe ekonomike.

Kanë kaluar gati 30 vjet që nga eksperimenti i General Motors me EV1 , një automjet elektrik (EV) që iu dha me qira një grupi të zgjedhur klientësh midis 1996 dhe 1999, përcjell Fol Drejt.

Sot, ju mund të hyni në pothuajse çdo shitës makinash dhe të keni zgjedhjen tuaj të plotë automjete elektrike, duke përfshirë makina kompakte të përballueshme dhe kamionë dhe SUV të orientuar drejt performancës.

Stacionet publike të karikimit tani kanë pika parkimi të dyqaneve ushqimore dhe stacionet e pushimit në autostradë; smartphone juaj mund t’ju tregojë se ku janë stacionet më të afërta, sa do të kushtojë për të karikuar makinën tuaj dhe kur bateria e makinës suaj është plotësisht e ngarkuar. Provoni t’ia shpjegoni vetes suaj të fundit të viteve ’90.

Thënë kështu, veturat elektrike (EV) nuk janë pa probleme. Pavarësisht nga veçoritë inovative, EV-të ende nuk po ecin aq shpejt sa do të shpresonin prodhuesit e automjeteve, ambientalistët dhe disa ligjvënës.

Por, përpara se të fillojmë të shpjegojmë se si funksionojnë makinat elektrike – dhe se si industria e automjeteve dhe Shtetet e Bashkuara po ndryshojnë për të adoptuar teknologjinë – ne kemi një këshillë.

Nëse nuk keni vozitur ende një makinë elektrike, shko drejto një të tillë. Është një përvojë krejtësisht e ndryshme nga ajo që dini. EV-të janë të qeta, të shpejta dhe janë të ngarkuara me teknologji.

Për shkak se automjetet elektrike janë të dizajnuara ndryshe nga makinat me gaz, me peshën e baterisë të ulët në tokë dhe të shpërndarë në mënyrë më të barabartë, ato priren të trajtojnë më mirë. Dhe falë çift rrotullues të tyre të menjëhershëm dhe sistemeve të thjeshtuara të fuqisë, automjetet elektrike mund të tymosin automjete me gaz në një garë zero deri në 60 pothuajse çdo herë.

Nga jashtë, makinat elektrike duken si makina me gaz. Ato janë të ndërtuara prej çeliku dhe qelqi në forma dhe madhësi të ndryshme, dhe qëndrojnë në platforma me katër rrota. Por ka disa ndryshime kryesore në mënyrën se si janë projektuar EV-të.

Veçanërisht, rrotat në EV drejtohen nga një ose më shumë motorë elektrikë të fuqizuar nga një paketë baterie që ruan energji. Një transmision i drejton rrotat në makinat EV si në makinat me gaz, por EV-të kanë njësi të thjeshta elektrike me një shpejtësi, pa ingranazhe fizike. Disa EV përdorin një motor në çdo bosht për të mundësuar në mënyrë efikase lëvizjen me të gjitha rrotat; disa EV të orientuara nga performanca kanë një motor të tretë për kuaj-fuqi dhe çift rrotullues shtesë.

Ju ngarkoni një bateri EV përmes portës së karikimit. Vendndodhja e portës së karikimit në EV-të ka tendencë të ndryshojë sipas prodhuesit, por konfigurimi në një stacion publik karikimi do të duket i ngjashëm me një zorrë pompë gazi që shkon në rezervuarin e makinës. Nëse po karikoni në një stacion karikimi në shtëpi në një garazh ose në mur të jashtëm, do të duket sikur EV-ja juaj është e lidhur në një prizë të madhe.

EV-të kanë gjithashtu një sistem ftohjeje termike për të mbajtur baterinë dhe komponentët e saj të funksionojnë në një temperaturë optimale, dhe kompjuterë dhe konvertues të ndryshëm për t’u siguruar që lloji dhe sasia e duhur e energjisë dërgohen në vendet e duhura.

Ndryshe nga makinat hibride dhe hibride plug-in, nuk ka asnjë motor ose komponent benzine për një makinë plotësisht elektrike. Megjithatë, hibridet dhe hibridet plug-in janë të elektrizuar, duke çiftuar bateritë me motorin e gazit në një mënyrë që u mundëson këtyre makinave të punojnë me cilindo burim karburanti që është më efikas për momentin.

Hibridet plug-in kanë përfitimin shtesë të mundësisë për të ruajtur energjinë në bateri për një distancë të shkurtër, plotësisht elektrike, zakonisht rreth 20 deri në 40 milje (32 deri në 64 kilometra) për të mundësuar udhëtime të shkurtra pa përdorur motorin me gaz. Hibridet plug-in janë një mënyrë e shkëlqyer për të filluar kalimin në një makinë elektrike për ata që nuk janë gati të angazhohen plotësisht, por kanë kuptim vetëm për ata që mund të futen në prizë në shtëpi ose në punë.

Nëse jeni duke u tërhequr në një pikë karburanti për të furnizuar karburant, ndryshorja më e madhe që duhet të merrni parasysh është nëse ka një linjë në pompë. Karikimi i një makine elektrike nuk është aq i lehtë. Në një stacion karikimi publik , angazhimi i kohës – në rastin më të mirë – është 30 deri në 60 minuta, dhe kjo varet nga shumë faktorë.

Së pari, madhësia e baterisë dhe shpejtësia e karikimit ndryshojnë sipas makinës – shpesh edhe sipas nivelit të rregullimit. Shpejtësia e karikimit varet gjithashtu nga lloji i karikuesit, mosha e makinës suaj, moti (po), temperatura e baterisë kur filloni të karikoni dhe madje edhe nëse qëndroni në makinë gjatë kohës që është duke u ngarkuar.

Vini re gjithashtu se një karikues i shpejtë DC do të ngadalësojë qëllimisht deri në një rrjedhje sapo bateria e makinës suaj të arrijë 80 përqind. Pse? Për të ruajtur jetëgjatësinë e baterisë dhe për të dekurajuar pronarët e EV që të zënë karikuesit publikë përtej pikës që ata vërtet kanë nevojë. Stacionet publike të karikimit janë krijuar për t’ju çuar në rrugën tuaj sa më shpejt të jetë e mundur.

Skenari më i mirë mund të jetë karikimi i një makine elektrike gjatë natës në shtëpi. Me një karikues shtëpie të nivelit 1 (120 volt) ose nivelit 2 (240 volt), mund ta rimbusni një bateri EV gjatë natës në rreth 9 deri në 13 orë.

Por një studim i Universitetit Stanford të vitit 2022 kundërshtoi nëse karikimi gjatë natës është opsioni i duhur për rrjetin elektrik, veçanërisht nëse ka një karikues të disponueshëm gjatë ditës së punës. Studiuesit thanë se fluksi i makinave elektrike do të ndihmojë në uljen e emetimeve, por deri në vitin 2035 kërkesa për energji elektrike nga karikimi i makinave mund të rritet deri në 25 për qind.

Pra, sa miqësore me mjedisin janë makinat elektrike kur krahasohen me makinat me gaz? Makinat elektrike nuk e ndotin ajrin me emetimet e gazrave serrë, por nuk janë të përsosura.

Së pari, le të flasim për ngarkimin e atyre baterive. Pavarësisht se kur dhe ku e ngarkoni një makinë elektrike, burimi i asaj fuqie është ende energjia elektrike. Dhe ne e dimë se mënyra se si prodhohet energjia elektrike ndryshon në rajone të ndryshme. Kështu për shembull, karikimi i një EV në shtetin e Uashingtonit, i cili prodhon shumë energji hidroelektrike, do të jetë “më i pastër” sesa karikimi i një EV në Virxhinia Perëndimore, ku rrjeti elektrik varet nga qymyri, edhe pse të dyja makinat do të kenë zero emetim të gazrave të gazit.

Megjithatë, Agjencia për Mbrojtjen e Mjedisit (EPA) thotë se karikimi i makinave elektrike ende hedh një sasi më të ulët të gazeve serrë në atmosferë sesa makina mesatare me benzinë.

Pastaj janë bateritë litium-jon, të cilat janë komponentët kryesorë të makinave elektrike. Ka disa arsye pse bateritë janë problematike.

Litiumi është një burim i rrallë që gjendet vetëm në disa pjesë të largëta të botës. Minierat për të janë energji intensive, shumë të shtrenjta dhe të këqija për mjedisin. Përveç litiumit, bateritë EV kërkojnë gjithashtu kobalt dhe nikel.

Prodhimi i atyre baterive litium – dhe vetë makinave elektrike – krijon gjithashtu emetime të konsiderueshme. Modeli GREET i Laboratorit Kombëtar Argonne 2022 (Gazet serrë, emetimet e rregulluara dhe përdorimi i energjisë në teknologji) thotë se ndërtimi i një makine elektrike prodhon rreth 80 për qind më shumë emetime sesa ndërtimi i një makine me gaz për shkak të intensitetit që duhet për të krijuar bateritë.

Por ekspertët vlerësojnë se bateritë do të zgjasin rreth 15 deri në 20 vjet. Dhe emetimet totale të gazit serrë për një makinë elektrike, duke përfshirë prodhimin dhe një jetëgjatësi karikimi dhe drejtimi, është ende më e ulët se makina tipike me benzinë.

Ndërsa është e mundur të gjesh më shumë mënyra për të përdorur një bateri litiumi që nuk është më një burim i besueshëm për një makinë elektrike, shumica përfundojnë në deponi, sepse riciklimi i tyre është një proces i shtrenjtë, që kërkon punë dhe jokonsistente.

Vitet e fundit kanë treguar gjithashtu se prodhuesit e automjeteve nuk kanë frikë të shtyjnë zarfin kur bëhet fjalë për automjetet elektrike. Këtu është vetëm një mostër e vogël e makinave elektrike 2023 dhe 2024 në treg.