He leído en un reportaje de una revista que en el mundo hay 800 millones de coches que recorren una media de 40 km al día, es una cifra curiosa e importante.
Siempre he sentido la curiosidad cuando hablan del coche eléctrico, como se comparan con los de gasolina o diesel, que tendría que pasar para que fuesen más o menos equivalentes y realmente donde nos encontramos tecnológicamente ahora. Es un tema en el que no he trabajado nunca pero que despierta mi curiosidad y me he atrevido a hacer unos números “gordos”.
Un litro de gasolina tiene una energía de 34.78 millones de Julios (MJ) o lo que es lo mismo de 9.6 kWh. La densidad de la gasolina es de 0.72 Kg por cada litro lo cual nos conduce al datos más o menos conocido de la densidad energética de la gasolina de 13.3 kWh/Kg.
Si hacemos lo mismo con el gasoil, tiene una energía de 38.65 MJ (10.7 kWh) y como su densidad es de 0.85 Kg por cada litro llegamos al valor de 12.6 kWh/Kg.
Las baterías actuales están muy lejos de estas densidades energéticas, las de mayor densidad energética actualmente son las de ión de litio que están compuestas de cátodos de óxido doble de litio y cobalto (lithium cobalt dioxide -LiCoO2- batteries).
Estas baterías presentan densidades de energía de 0.16 kWh por cada Kg de batería, muy lejos del combustible tradicional.
A pesar de que la eficiencia energética del motor eléctrico es mucho mayor que la del de combustible (el 90% de la energía se aprovecha en producir movimiento), esto nos lleva a la paupérrima cantidad de 0.144 kWh útiles por cada Kg de batería.
¡¡¡Estamos muy lejos, es unas 18 veces más pequeña!!!
Ya no digamos nada si metemos en danza otro tipo de baterías: Plomo (40 Wh/kg), NiCd (60 Wh/kg), NiMH (90 Wh/kg), Litio-Manganeso o Litio-fosforo (110 Wh/kg) con densidades energéticas bastante peores.
Ayuda un poco, el que el motor eléctrico sea mucho más ligero que el de gasolina (unas 5 veces más ligeros), el de gasoil es aún mas pesado, esto da un pequeño margen de maniobra.
El equivalente en peso de baterías de un depósito de gasolina de 60 litros es de unos 900 Kg, demasiado pesado.
Si lo ponemos en energía, la cosa es aún peor. Un depósito de 60 litros de gasolina equivale a 128 kWh de energía almacenada en la mejor batería actual.
Por hacerse una idea de lo que es esto, con nuestro depósito de 60 litros a 100 km por hora y con un consumo de 5 litros a los 100, tendríamos una autonomía de 12 horas, recorriendo unos 1.200 km.
Tendríamos que poner una batería, pongamos de 300 voltios y unos 427 Ah, consumiendo 35.5 A cada hora durante las 12 horas del trayecto.
¡¡Un pedazo de batería!!
Cuando nos pongamos a cargarla, pues eso, para cargarla en una hora deberíamos aportar 427 A, para hacerlo en media hora 854 A y para hacerlo en un cuarto de hora unos 1.700 A (este último en potencia sería ¡¡ 512 kW durante 15 minutos!!). Esto ya poniendo eficiencias del 100% y sin más consideraciones.
Estamos lejos todavía y las baterías son el cuello de botella de este asunto, necesitan de un desarrollo tecnológico importante y estrategias de actuación aún pendientes de precisar y de probar.
Todos estos números echados en plan “cuenta de la vieja”, pueden seguramente precisarse y algunas cosas pueden ser susceptibles de pequeñas mejoras, pero, obviamente, hace falta un salto tecnológico por llegar.
Ya no entramos a considerar otro tipo de temas importantes, como el número de veces que podemos cargar y descargar la batería sin deteriorarla u otras consideraciones de seguridad.
Aquí tenemos otro tema de trabajo chulo e interesante, donde nuevamente los que trabajamos en Electrónica de Potencia tenemos aportaciones a realizar.
Compañeros de mi departamento en la Universidad de Oviedo (Manuela González y Juan Carlos Viera) trabajan en estos interesantes temas de actualidad y con la puesta en marcha del Máster EECPS (enlace), tendremos ocasión, todos, de aprender y de, esperemos, aportar cosas nuevas y útiles.
Siempre he sentido la curiosidad cuando hablan del coche eléctrico, como se comparan con los de gasolina o diesel, que tendría que pasar para que fuesen más o menos equivalentes y realmente donde nos encontramos tecnológicamente ahora. Es un tema en el que no he trabajado nunca pero que despierta mi curiosidad y me he atrevido a hacer unos números “gordos”.
Un litro de gasolina tiene una energía de 34.78 millones de Julios (MJ) o lo que es lo mismo de 9.6 kWh. La densidad de la gasolina es de 0.72 Kg por cada litro lo cual nos conduce al datos más o menos conocido de la densidad energética de la gasolina de 13.3 kWh/Kg.
Si hacemos lo mismo con el gasoil, tiene una energía de 38.65 MJ (10.7 kWh) y como su densidad es de 0.85 Kg por cada litro llegamos al valor de 12.6 kWh/Kg.
Son valores muy parecidos en torno a los 13 kWh por cada Kg de combustible.
Debe de considerarse que los motores de combustión tienen un rendimiento muy bajo, se puede decir que aprovechan el 20% de la energía en producir movimiento, mientras que el 80% restante se tira en calor.
Es decir, que podemos decir que tenemos una energía útil de 2.6 kWh por cada Kg de combustible.
Es decir, que podemos decir que tenemos una energía útil de 2.6 kWh por cada Kg de combustible.
Miremos ahora para la otra parte.
Las baterías actuales están muy lejos de estas densidades energéticas, las de mayor densidad energética actualmente son las de ión de litio que están compuestas de cátodos de óxido doble de litio y cobalto (lithium cobalt dioxide -LiCoO2- batteries).
Estas baterías presentan densidades de energía de 0.16 kWh por cada Kg de batería, muy lejos del combustible tradicional.
A pesar de que la eficiencia energética del motor eléctrico es mucho mayor que la del de combustible (el 90% de la energía se aprovecha en producir movimiento), esto nos lleva a la paupérrima cantidad de 0.144 kWh útiles por cada Kg de batería.
¡¡¡Estamos muy lejos, es unas 18 veces más pequeña!!!
Ya no digamos nada si metemos en danza otro tipo de baterías: Plomo (40 Wh/kg), NiCd (60 Wh/kg), NiMH (90 Wh/kg), Litio-Manganeso o Litio-fosforo (110 Wh/kg) con densidades energéticas bastante peores.
Ayuda un poco, el que el motor eléctrico sea mucho más ligero que el de gasolina (unas 5 veces más ligeros), el de gasoil es aún mas pesado, esto da un pequeño margen de maniobra.
El equivalente en peso de baterías de un depósito de gasolina de 60 litros es de unos 900 Kg, demasiado pesado.
Si lo ponemos en energía, la cosa es aún peor. Un depósito de 60 litros de gasolina equivale a 128 kWh de energía almacenada en la mejor batería actual.
Por hacerse una idea de lo que es esto, con nuestro depósito de 60 litros a 100 km por hora y con un consumo de 5 litros a los 100, tendríamos una autonomía de 12 horas, recorriendo unos 1.200 km.
Tendríamos que poner una batería, pongamos de 300 voltios y unos 427 Ah, consumiendo 35.5 A cada hora durante las 12 horas del trayecto.
¡¡Un pedazo de batería!!
Cuando nos pongamos a cargarla, pues eso, para cargarla en una hora deberíamos aportar 427 A, para hacerlo en media hora 854 A y para hacerlo en un cuarto de hora unos 1.700 A (este último en potencia sería ¡¡ 512 kW durante 15 minutos!!). Esto ya poniendo eficiencias del 100% y sin más consideraciones.
Estamos lejos todavía y las baterías son el cuello de botella de este asunto, necesitan de un desarrollo tecnológico importante y estrategias de actuación aún pendientes de precisar y de probar.
Todos estos números echados en plan “cuenta de la vieja”, pueden seguramente precisarse y algunas cosas pueden ser susceptibles de pequeñas mejoras, pero, obviamente, hace falta un salto tecnológico por llegar.
Ya no entramos a considerar otro tipo de temas importantes, como el número de veces que podemos cargar y descargar la batería sin deteriorarla u otras consideraciones de seguridad.
Aquí tenemos otro tema de trabajo chulo e interesante, donde nuevamente los que trabajamos en Electrónica de Potencia tenemos aportaciones a realizar.
Compañeros de mi departamento en la Universidad de Oviedo (Manuela González y Juan Carlos Viera) trabajan en estos interesantes temas de actualidad y con la puesta en marcha del Máster EECPS (enlace), tendremos ocasión, todos, de aprender y de, esperemos, aportar cosas nuevas y útiles.
Estamos muy lejos, sí, pero 2,6/0,144=18, no 90. Y puesto que el motor eléctrico no solo es más ligero sino, por lo mismo, más pequeño, las baterías pueden ocupar bastante más que esos 60 litros sin por ello aumentar el peso total del vehículo. Ánimo en todo caso con vuestro trabajo, y a ver si es posible democratizar un poco la energía, sin coches particulares si es que no es posible tal cosa...
ResponderEliminarCierto, unas 18 veces. Gracias por el comentario y por leer mi blog. Un saludo.
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