Προς αναζήτηση ενέργειας
Τα συστήματα ανάκτησης ενέργειας αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερη σημασία στα σύγχρονα αυτοκίνητα, είτε αυτά είναι εφοδιασμένα με συμβατικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, είτε με υβριδικά σύνολα, είτε με ηλεκτροκινητήρες. Ανάκτηση της ενέργειας εκείνης που υπό κανονικές συνθήκες χάνεται με τη μορφή θερμότητας συνεπάγεται, άλλωστε, σε κάθε περίπτωση μείωση της κατανάλωσης.Κινητήρας εσωτερικής καύσης, ηλεκτρικά μοτέρ, υβριδικά σύνολα: όποια και αν είναι η κινητήριος δύναμη κάτω από το καπό του αυτοκινήτου μας, ο βαθμός απόδοσης καθορίζει και την κατανάλωση που θα παρουσιάσει. Αυτός επιβαρύνεται, όμως, από την ενέργεια που καλείται να παραγάγει ο κινητήρας για να τροφοδοτήσει τα επιμέρους ηλεκτρικά, ηλεκτρονικά και μηχανικά του συστήματα. H μείωση της περιφερειακής κατανάλωσης ενέργειας (π.χ. υδραυλικό τιμόνι, κλιματισμός) και των εσωτερικών τριβών κίνησης των τμημάτων του εμβολοφόρου κινητήρα, του κιβωτίου και κάθε μηχανικού και υδραυλικού μηχανισμού αποτελεί το πρώτο μέλημα των τεχνικών, που πρέπει πάση θυσία να επιτευχθεί. Μέχρι και φωτοβολταϊκά στοιχεία στην οροφή του αυτοκινήτου, που επιτρέπουν την παροχή ενέργειας στον κλιματισμό και στους προβολείς κατά τη στάση, είδαμε! Επόμενο βήμα η ανάκτηση ενέργειας, που άρχισε να κερδίζει έδαφος από την εποχή παρουσίασης των πρώτων υβριδικών και σύντομα εξαπλώθηκε και στα συμβατικά αυτοκίνητα. Η κινητική ενέργεια, για παράδειγμα, που μετατρέπεται σε θερμότητα κατά το φρενάρισμα μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρισμό και να τροφοδοτήσει τα επιμέρους συστήματα του αυτοκινήτου, χωρίς να επιβαρύνει την κατανάλωση.
Η αξιοποίηση χαμένης ενέργειας δε σταματά, όμως, εδώ. Τα μελλοντικά σχέδια της αυτοκινητοβιομηχανίας μιλούν για ακόμα μεγαλύτερα κέρδη από κάθε είδους σπαταλημένη ενέργεια. Ένας εναλλάκτης θερμότητας και ένας στρόβιλος εκτόνωσης αερίων φροντίζουν για τη διαχείριση της αποβαλλόμενης θερμότητας από το σύστημα εξαγωγής και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας -μέσω της ατμοποίησης ενός θερμαινόμενου υγρού- και υπόσχονται έως και 10% μείωση στην κατανάλωση καυσίμου. Μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια μπορεί, εξάλλου, να παράγει απευθείας ρεύμα από τη θερμότητα, μια αεροδιαστημική τεχνολογία την οποία η NASA χρησιμοποιεί εδώ και αρκετές δεκαετίες, βασισμένη στην αρχή της παραγωγής ηλεκτρισμού ανάμεσα σε δύο θερμοηλεκτρικούς ημιαγωγούς διαφορετικής θερμοκρασίας. Στο αυτοκίνητο θα μπορούσε να παράγει πάνω από 250 W, μειώνοντας παράλληλα κατανάλωση και εκπομπή CO2 κατά περίπου 5%. Μια ισραηλινή εταιρεία έρευνας και εξέλιξης παρουσίασε πρόσφατα πιεζοηλεκτρικές γεννήτριες οι οποίες, τοποθετημένες κάτω από οδοστρώματα, ράγες τρένων ή πεζοδρόμια, μπορούν να παράγουν ρεύμα από τη διέλευση αυτοκινήτων, τρένων και πεζών, αντίστοιχα! Δεν πρόκειται για επιστημονική φαντασία, αλλά για τεχνολογίες που ήδη δοκιμάζονται σε εργαστηριακό επίπεδο.
Πολύ πιο κοντά στην παραγωγή βρίσκεται, πάντως, μια διάταξη που στοχεύει στην ανάκτηση ενέργειας από την κίνηση των αμορτισέρ του αυτοκινήτου! Η ιδέα προέρχεται από τη Levant Power, μια εταιρεία που έστησαν δύο απόφοιτοι του ΜΙΤ το 2009, η οποία πρόσφατα εξαγοράστηκε από τη γνωστή σε όλους μας ZF. Γεγονός που μιλά από μόνο του για την αποτελεσματικότητα του συστήματος GenShock! Πρόκειται για μια ενεργή ανάρτηση, που, σε αντίθεση με τα συμβατικά συστήματα του είδους, έχει χαμηλό κόστος κατασκευής, χαμηλή κατανάλωση, αλλά παράλληλα προσφέρει τη δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας. Αυτοί είναι, άλλωστε, και οι κύριοι λόγοι που η ενεργή, ηλεκτρονικά ελεγχόμενη ανάρτηση τείνει να εγκαταλειφθεί, δίνοντας τη θέση της στα χαμηλού κόστους και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας αμορτισέρ με υγρό μαγνητοροϊκών ιδιοτήτων.
Kαρδιά του συστήματος είναι η ενεργή βαλβίδα Activalve, όπως την αποκαλεί η κατασκευάστρια εταιρεία, η οποία ενσωματώνει σε κάθε αμορτισέρ μία υδραυλική αντλία και ένα ηλεκτρικό μοτέρ. Το τελευταίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί έτσι ώστε να ελέγξει τη ροή του υδραυλικού υγρού του αμορτισέρ που ρέει μέσω της αντλίας, προσφέροντας ενεργή απόσβεση των αμορτισέρ. Αντίθετα, μπορεί να λειτουργήσει και ως γεννήτρια οδηγούμενη από την υδραυλική αντλία, παράγοντας με αυτόν τον τρόπο ηλεκτρισμό σε κάθε εγκάρσια ή διαμήκη κίνηση του αμαξώματος. Και σε αυτήν την περίπτωση, λοιπόν, μιλάμε για ανάκτηση κινητικής ενέργειας, η οποία στη συμβατική ανάρτηση χάνεται υπό τη μορφή θερμότητας. Η μονάδα Activalve, που εμπεριέχει και τα απαιτούμενα ηλεκτρονικά ελέγχου -δεν υπάρχει δηλαδή κάποια κεντρική ECU- , έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα σε κάθε είδους αμορτισέρ (μονού, διπλού ή τριπλού σωλήνα). Οι ρυθμίσεις κάθε μονάδας γίνονται με συχνότητα 10.000 ανά δευτερόλεπτο (10 kHz), λαμβάνοντας υπόψη και δεδομένα εξωτερικών αισθητήρων (π.χ. γωνίας τιμονιού, επιβράδυνσης), ενώ οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιεί το λογισμικό έχουν εξελιχθεί με γνώμονα τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Ακόμη δεν υπάρχει επίσημη πληροφόρηση για το μέγεθος της ανακτώμενης ενέργειας, αν δηλαδή το GenShock θα μπορεί να ικανοποιεί τις δικές του ενεργειακές ανάγκες χωρίς καμία επιβάρυνση για τον κινητήρα του αυτοκινήτου ή ακόμα και αν θα είναι σε θέση να προσφέρει πλεόνασμα ενέργειας. Ασφαλώς το είδος του οδοστρώματος πάνω στο οποίο κινείται το αυτοκίνητο είναι καθοριστικής σημασίας για το μέγεθος της ανακτώμενης ενέργειας. Σε ένα όχημα που κινείται εκτός δρόμου, είναι απόλυτα λογικό να παράγονται μεγαλύτερα ποσά ηλεκτρικής ενέργειας. Ίσως, λοιπόν, να είναι κάποια SUV τα οποία πρώτα θα φέρουν την εν λόγω τεχνολογία κοντά στο αγοραστικό κοινό. Καμία ανακοίνωση δεν υπάρχει, επίσης, για το επιπλέον βάρος του συστήματος, που πάντως θα καταργεί την αναγκαιότητα μεταφοράς του κλασικού γρύλου, αφού θα προσφέρει τη δυνατότητα ανύψωσης κάθε τροχού ξεχωριστά._ Ν. Κ.