Электромобили с топливными элементами

Несмотря на то, что ТЭ не имеют согласно настоящим оценкам перспективы использования в электромобиле промышленного производства, тем не менее на примере ТЭ уместно показать методику расчета экономической эффективности производства и использования электромобилей с рассматриваемым источником тока.

Для электромобилей с топливными элементами характерно то, что масса энергосиловой установки не изменяется при изменении ее энергоемкости, а увеличение запаса хода может быть достигнуто за счет увеличения массы топлива в топливных баках. Так как масса электромобиля в этом случае изменяется незначительно, то затраты второго рода при этом становятся переменными, зависящими в основном от пробега транспортного средства.

Экономический эффект от производства и использования электромобилей в этом случае может быть определен по формуле

Экономико-математическая модель оценки эффективности электромобилей имеет вид

(5.43)

Граница области эффективного использования электромобилей может быть определена по формуле

(5.44)

Анализ полученных выражений показывает, что можно выделить при оценке эффективности электромобилей с ЭХГ четыре основных варианта:

1) если постоянная составляющая и переменные затраты на электромобили ниже, чем на автомобили, то электромобили экономически целесообразны во всей сфере возможного их использования;

2) если постоянная составляющая по электромобилям ниже, а переменные затраты выше, чем у автомобилей, то электромобили экономически целесообразно применять при пробегах менее граничных, определяемых на основе выражения (5.44);

3) если постоянная составляющая по электромобилям выше, а переменные затраты ниже, чем у автомобилей, то электромобили с ЭХГ экономически целесообразно применять при пробегах более граничных;

4) если постоянная составляющая и переменные затраты по автомобилям ниже, чем у электромобилей, то последние применять экономически нецелесообразно.

Графическая интерпретация этих вариантов представлена на рис. 5.21. На литерных рисунках заштрихована область эффективного использования электромобилей.

Очевидно, что снижение постоянной составляющей и переменных затрат электромобиля с электрохимическим генератором (ЭХГ) ведет к увеличению их эффективности.

Полученные зависимости позволяют производить сравнительно-оценочные расчеты и анализировать мероприятия по увеличению эффективности электромобилей с топливными элементами. Предположим, что необходимо определить область эффективного использования электромобилей с ЭХГ типа водород - воздух. В табл. 5.5 приведены исходные данные, необходимые для сравнительной оценки эффективности электромобилей с ЭХГ, а в табл. 5.6 - данные о расходе топлива автомобилем с ДВС и электромобилем с ЭХГ.

Таблица 5.5

Исходные данные для расчета области аффективного использования электромобилей с топливными элементами типа водород-воздух

Таблица 5.6

Расход топлива грузовым автомобилем и электромобилем с водородно-воздушной энергоустановкой

Если принять стоимость энергосиловой установки электромобиля равной 2000 руб., срок ее службы - 5 годам, а остальные данные согласно табл. 5.5 и 5.6, то граница области эффективного использования электромобилей согласно выражению (5.44) составит

Учитывая, что постоянная составляющая по электромобилям выше, а переменные затраты ниже, чем у автомобилей, при пробегах менее 20 тыс. км в год (примерно 67 км в сутки) экономически целесообразно применять автомобили. При больших пробегах - экономически выгодно использовать электромобили с ЭХГ.

Границу области эффективного использования электромобилей с топливными элементами можно также определить графически, используя свойства линейной функции. Для этого на оси ординат необходимо отложить отрезок OA, равный затратам (рис. 5.21, б), и через точку А провести параллельно оси абсцисс линию АА’, показывающую уровень постоянных затрат для автомобиля. Далее через точку А под углом используя равенство , следует провести линию АА", определяющую изменение переменных затрат с увеличением пробега.

Аналогично строится график расходов по электромобилю.

Проекция точки пересечения наклонных прямых АА" и ВВ" на ось абсцисс показывает границу области эффективного использования электромобилей с топливными элементами.