Tecnologia de Tração Elétrica

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2 Tecnologia de Tração Elétrica Veículos a Bateria Trólebus Híbridos Hidrogênio Fuel Cel ou Pilha a Combustível 02

3 Veículos a Bateria VANTAGENS 1. TOTALMENTE ELÉTRICO. POLUIÇÃO PRATICAMENTE ZERO. 2. POR SEREM TOTALMENTE ELÉTRICOS, OS VEÍCULOS SÃO MUITO SILENCIOSOS. 1. BAIXA AUTONOMIA. DESVANTAGENS 2. GRANDE PESO DAS BATERIAS. CERCA DE 6,5 TONS PARA UM VEÍCULO DO TIPO PADRON (100 PASSAGEIROS). 3. NECESSIDADE DE RECARGAS FREQÜENTES. 4. BAIXA CONFIABILIDADE E VIDA ÚTIL DAS BATERIAS, QUANDO UTILIZADAS NO REGIME EXIGIDO POR ESTES VEÍCULOS (DESCARGA PROFUNDA). 5. ALTO CUSTO DAS BATERIAS. APROXIMADAMENTE U$ ,00 PARA UM VEÍCULO PADRON. 03

4 Veículos a Bateria OBSERVAÇÕES 1. AS DESVANTAGENS SÃO RELACIONADAS ÀS CARACTERÍSTICAS DAS BATERIAS. 2. APESAR DAS GRANDES SOMAS INVESTIDAS NO DESENVOLVIMENTO DE BATERIAS LEVES E DE GRANDE DURABILIDADE, OS RESULTADOS ALCANÇADOS FORAM EXTREMAMENTE MODESTOS. 3. ULTIMAMENTE TODAS AS GRANDES CORPORAÇÕES VEM ABANDONANDO ESTA LINHA DE PESQUISA. 04

5 Trólebus VANTAGENS 1. TOTALMENTE ELÉTRICO. VEÍCULO RÁPIDO E SILENCIOSO. 2. POLUIÇÃO ZERO. 3. O CUSTO DO VEÍCULO É SUPERIOR AO DE UM VEÍCULO À DIESEL DE MESMO PORTE, PORÉM BASTANTE INFERIOR AO CUSTO DE UM TRAMWAY (VEÍCULO DO TIPO BONDE, SOBRE TRILHOS). DESVANTAGENS 1. O VEÍCULO TEM POUCA FLEXIBILIDADE POIS SÓ TRAFEGA SOB A REDE AÉREA. 2. ALTO CUSTO DA REDE AÉREA. CERCA DE U$ ,00 A U$ ,00 POR KILÔMETRO. (INCLUINDO CHAVES E SUBESTAÇÕES RETIFICADORAS.) 3. ALTO CUSTO DA ENERGIA ELÉTRICA, PRINCIPALMENTE NO BRASIL, NOS HORÁRIOS DE PICO. 4. POLUIÇÃO VISUAL, INTRODUZIDA PELA REDE AÉREA. 5. VULNERABILIDADE DA REDE À RAIOS E OBSTÁCULOS EXTERNOS (ÁRVORES). 05

6 Trólebus OBSERVAÇÕES 1. AS DESVANTAGENS DESTE TIPO DE VEÍCULO SÃO TODAS RELACIONADAS À IMPLANTAÇÃO E MANUTENÇÃO DA REDE AÉREA. 2. O VEÍCULO EM SI APRESENTA MUITAS CARACTERÍSTICAS ALTAMENTE INTERESSANTES, SENDO A MAIOR DELAS A EMISSÃO NULA DE POLUENTES. 06

7 TRÓLEBUS 12 metros Piso Baixo Ar Condicionado Passageiros: 39 Sentados 31 Em Pé Motor Elétrico de Tração: Pn= 120 Kw Pp= 240 Kw 07

8 TRÓLEBUS 12 metros Painel do Motorista 08

9 TRÓLEBUS 12 metros Interior do trólebus 09

10 TRÓLEBUS 12 metros Sistema Eletrônico de Tração 10

11 TRÓLEBUS 12 metros Motor Elétrico de Tração Pn= 120 Kw Pp= 240 Kw 11

12 Híbridos VANTAGENS 1. A POLUIÇÃO É MUITÍSSIMO REDUZIDA. PELO FATO DO MOTOR DE COMBUSTÃO OPERAR COM ROTAÇÃO FIXA, PODE SER AJUSTADO PARA TRABALHAR EM SEU PONTO ÓTIMO DE CONSUMO E POLUIÇÃO. 2. A POTÊNCIA (E O TAMANHO) DO MOTOR DE COMBUSTÃO É DRASTICAMENTE REDUZIDA, POIS O MOTOR NÃO PRECISA SUPRIR OS "PICOS" DE DEMANDA ENERGÉTICA. ESTES SÃO SUPRIDOS PELO PEQUENO BANCO DE BATERIAS. COMO EXEMPLO, UM VEÍCULO PADRON" (100 PASSAGEIROS), QUE NORMALMENTE UTILIZARIA UM MOTOR DIESEL DE 240 HP, PODE OPERAR COM UM MOTOR DE SOMENTE 80 HP (60KW), SEM QUALQUER PERDA DE DESEMPENHO. ISTO SIGNIFICA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL, CUSTOS E MANUTENÇÃO. 12

13 Híbridos VANTAGENS (CONT.) 3. AUTONOMIA ILIMITADA, DEPENDE APENAS DA CAPACIDADE DO TANQUE DE COMBUSTÍVEL. 4. AS TECNOLOGIAS BÁSICAS SÃO CONHECIDAS E AMPLAMENTE TESTADAS. A APROPRIADA COMBINAÇÃO DESTAS TECNOLOGIAS EM UM SISTEMA OPERACIONAL É QUE DIFERENCIA ESTES VEÍCULOS, CONFERINDO-LHES CARACTERÍSTICAS ÚNICAS. 5. PELO FATO DE JAMAIS SEREM SUBMETIDAS À DESCARGAS PROFUNDAS, AS BATERIAS TEM LONGA DURAÇÃO (CERCA DE 3 ANOS) E GRANDE CONFIABILIDADE. O BANCO DE BATERIAS NECESSÁRIO É PEQUENO. CERCA DE 600KG PARA UM VEÍCULO DE 12 TONELADAS. 6. COMO UTILIZAM TRAÇÃO ELÉTRICA, A "PERFORMANCE DESTES VEÍCULOS É EXCELENTE, SEMELHANTE À UM TROLEBUS. 13

14 Híbridos DESVANTAGENS 1. EMBORA MUITO REDUZIDA, A POLUIÇÃO GASOSA NÃO É NULA. TODAVIA, SATISFAZ OS CRITÉRIOS DE VEÍCULOS COM ULTRA - LOW EMISSIONS ". 2. HÁ ALGUMA GERAÇÃO DE RUÍDO DEVIDO À OPERAÇÃO DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA. ENTRETANTO, O RUÍDO GERADO PODE SER MUITO REDUZIDO POR TÉCNICAS APROPRIADAS DE ISOLAÇÃO ACÚSTICA. OBSERVAÇÕES EXISTEM VÁRIAS VERSÕES DESTE TIPO DE VEÍCULO. NA VERSÃO CONSIDERADA NESTA APRESENTAÇÃO, A ENERGIA ELÉTRICA É GERADA, À BORDO, POR UM GRUPO MOTOR + GERADOR E COMPLEMENTADA POR UM PEQUENO BANCO DE BATERIAS, QUE ATUA COMO UM PULMÃO ENERGÉTICO SUPRINDO OS PICOS DE DEMANDA 14

15 RESULTADOS DE EMISSÕES G/Kw.h Aplicação DIESEL Aplicação HÍBRIDO PM Particulados CO Monóxido de Carbono NOx Óxido de Nitrogênio HC Hidrocarbonetos PM x 100 CO Nox HC x 10 0 O MESMO MOTOR APLICADO EM TECNOLOGIAS DIFERENTES Fonte: COPPETEC Universidade Federal do Rio de Janeiro 15

16 Resultados de Poluição Sonora Medição Externa - Valores dba Pontos Híbrido Diesel A 80,85 84,6 B 79,3 80,45 C 76,5 77,3 D 78,15 89,3 E 79,45 89,7 F 78,25 88,5 G 74,05 75,2 H 78,3 78,9 I 77,35 88,7 J 40,1 81,43 K 41,93 82,67 Medição Interna - Valores dba Pontos Híbrido Diesel A 62,01 64,9 B 52,15 72,65 C 33,15 73,35 Fonte: COPPETEC Universidade Federal do Rio de Janeiro 16

17 DIAGRAMA DE BLOCOS SISTEMA HÍBRIDO DE TRAÇÃO 17

18 ÔNIBUS HÍBRIDO 18 metros Articulado Piso Convencional Ar Condicionado Passageiros: 47 Sentados 103 Em Pé Motor Diesel 160 Hp Gerador 120 Kw Motor Elétrico de Tração: Pn= 180 Kw Pp= 360 Kw 18

19 ÔNIBUS HÍBRIDO 9 metros Piso Baixo Ar Condicionado Passageiros: 23 Sentados 21 Em Pé 1 Espaço para Cadeira de Rodas Motor Diesel 80 Hp Gerador 60 Kw Motor Elétrico de Tração: Pn= 100 Kw Pp= 200 Kw 19

20 ÔNIBUS HÍBRIDO 12 metros Entrada Baixa Ar Condicionado Passageiros: 34 Sentados 31 Em Pé Motor Diesel 90 Hp Gerador 60 Kw Motor Elétrico de Tração: Pn= 120 Kw Pp= 240 Kw 20

21 ÔNIBUS HÍBRIDO 15 metros Piso Baixo Ar Condicionado Passageiros: 33 Sentados 48 Em Pé 1 Espaço para Cadeira de Rodas Motor Diesel 160 Hp Gerador 120 Kw Motor Elétrico de Tração: Pn= 180 Kw Pp= 360 Kw 21

22 ÔNIBUS HÍBRIDO 15 metros Painel do Motorista 22

23 ÔNIBUS HÍBRIDO 15 metros Interior do ônibus 23

24 ÔNIBUS HÍBRIDO MOTOR DIESEL 160 Hp GERADOR 120 Kw 15 metros GMG - Diesel / Elétrico 24

25 ÔNIBUS HÍBRIDO 15 metros Sistema Eletrônico de Tração Potência do Motor de Tração: Pn= 180 Kw Pp= 360 Kw 25

26 ÔNIBUS HÍBRIDO 15 metros Banco de Baterias 26

27 OPCIONAL: GÁS NATURAL Ônibus Híbrido - 12 metros GMG GNV / Elétrico Motor Gás Natural: 90 Hp Gerador: 60 Kw 27

28 Hidrogênio FUEL CELL PILHA A COMBUSTÍVEL ABASTECIDA COM H 2 GASOSO OU LÍQUIDO VANTAGENS 1. POLUIÇÃO ZERO. A REAÇÃO ENTRE H 2 E O 2 TEM COMO "BY PRODUCT" ÁGUA. (E ELETRICIDADE) 2. POR SEREM TOTALMENTE ELÉTRICOS, OS VEÍCULOS SÃO TÃO SILENCIOSOS COMO OS "TROLLEYBUS". 28

29 Hidrogênio FUEL CELL PILHA A COMBUSTÍVEL ABASTECIDA COM H 2 GASOSO OU LÍQUIDO DESVANTAGENS 1. O HIDROGÊNIO É UM PRODUTO DE DIFÍCIL PRODUÇÃO, MANUSEIO E ARMAZENAMENTO. 2. A PRODUÇÃO DO HIDROGÊNIO REQUER A CONSTRUÇÃO DE UMA USINA DE HIDROGÊNIO BASTANTE DISPENDIOSA. 3. A VIDA ÚTIL DAS CÉLULAS COMBUSTÍVEIS AINDA É MUITO REDUZIDA(1 A 2 ANOS). 4. O CUSTO DE UMA CÉLULA COMBUSTÍVEL É MUITO ELEVADO. CERCA DE U$ ,00 PARA UMA CÉLULA DE 200KW. 29

30 Hidrogênio FUEL CELL PILHA A COMBUSTÍVEL ABASTECIDA COM H 2 GASOSO OU LÍQUIDO OBSERVAÇÕES 1. OS PROBLEMAS MAIS SÉRIOS ESTÃO RELACIONADOS À PRODUÇÃO E ARMAZENAMENTO DO HIDROGÊNIO, OU SEJA, À PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO. 2. ESPERA-SE QUE O ALTO CUSTO DAS CÉLULAS COMBUSTÍVEIS PODERÁ SER REDUZIDO SE VIEREM A SER PRODUZIDAS EM GRANDE QUANTIDADE. 3. É UMA TECNOLOGIA MUITO PROMISSORA PORÉM, NA OPINIÃO DO AUTOR, MAIS APROPRIADA PARA INSTALAÇÕES FIXAS, OU PARA AVIÕES OU EMBARCAÇÕES, ONDE O ABASTECIMENTO É CONCENTRADO. 30

31 Hidrogênio VEÍCULOS A CÉLULA COMBUSTÍVEL ABASTECIDA COM METANOL OU OUTRO COMPOSTO POSSUINDO H 2 QUE É GERADO ATRAVÉS DE REAÇÃO QUÍMICA A BORDO. VANTAGENS 1. OS PROBLEMAS DE ABASTECIMENTO E SEGURANÇA RELATIVOS AO HIDROGÊNIO SÃO MINIMIZADOS. TODAVIA, O VEÍCULO DEIXA DE SER "À HIDROGÊNIO" E PASSA A SER "À METANOL". DESVANTAGENS 1. NECESSIDADE DE PRODUZIR METANOL. 2. A REAÇÃO PARA LIBERAR H 2 A PARTIR DO METANOL LIBERA ALGUMA POLUIÇÃO PARA O MEIO AMBIENTE. O VEÍCULO DEIXA DE SER POLUIÇÃO ZERO. 3. AS DEMAIS DESVANTAGENS (CUSTO E VIDA ÚTIL) SÃO AS MESMAS DO ITEM ANTERIOR. 4. A COMPLEXIDADE DA CÉLULA COMBUSTÍVEL AUMENTA, DEVIDO À SEÇÃO EXTRA PARA EXTRAIR H2 DO METANOL. 31

32 ÔNIBUS HÍBRIDO HIDROGÊNIO COPPE, ELETRA, INDUSCAR,LACTEC, PETROBRÁS E FINEP. 32

33 Comparativo SCIENTIFIC AMERICAN MAY

34 Comparativo SCIENTIFIC AMERICAN MAY

35 Hidrogênio CONCLUSÃO APESAR DOS PROBLEMAS TÉCNICOS E ECONÔMICOS AINDA NÃO TOTALMENTE EQUACIONADOS, TORNA-SE NECESSÁRIO MANTER OS ESFORÇOS DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PARA NÃO CORRER O RISCO DE PERDER O BONDE DA HISTÓRIA. 35

36 PATENTES BRASILEIRA E NORTE-AMERICANA 36

37 THE WORLD TECHNOLOGY AWARDS

38 ELETRA INDUSTRIAL LTDA. Av. Wallace Simonsem, 151 Nova Petrópolis São Bernardo do Campo S. P. Tel.: Fax:

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