LOW←TECH MAGAZINE Polski

Elektryczne welomobile: Szybkie i wygodne jak samochody, lecz 80 razy bardziej wydajne cz. 1

Wed, 24 Oct 2012 00:00:00 +0000

Elektryczny welomobil. Wszystkie zdjęcia: [Fietser.be](https://sites.google.com/site/mobilitylabbe/Home).

Zarówno welomobil, jak i rower elektryczny, zwiększa zasięg rowerzysty - ten pierwszy poprawia aerodynamikę i ergonomię jazdy, zaś drugi wspomaga siłę nóg napędem elektrycznym zasilanym z baterii.

Elektryczny welomobil łączy cechy obu pojazdów. Maksymalizuje zasięg osiągany przez kolarza do tego stopnia, że jest w stanie zastąpić większość, jak nie wszystkie, podróże samochodem osobowym.

Elektryczne welomobile osiągają prędkość i poziom komfortu porównywalny do samochodów elektrycznych (w warunkach miejskich, przyp. tłum.), jednocześnie będąc od nich 80 razy bardziej wydajnymi. Zaledwie ćwierć, z obecnie pracujących turbin wiatrowych, wygenerowałoby wystarczającą ilość energii do zasilenia tylu welomobili, ilu jest ludzi na świecie.

Mało kto uważa rower za przydatny środek transportu na dystansach większych niż 5 kilometrów. Na przykład, w USA 85% podróży rowerem wynosi mniej niż 5 km. Nawet w Holandii, najbardziej przyjaznym rowerom kraju w świecie zachodnim, 77% podróży rowerem jest krótszych niż 5 kilometrów, a tylko 1% jest dłuższych niż 15 kilometrów. Dla porównania, średnia długość jazdy samochodem wynosi 15,5 kilometra w USA i 16,5 kilometra w Holandii, ze średnim dystansem dojazdu do pracy wynoszącym 19,5 km w USA i 22 km w Holandii (Źródła: 1, 2, 3, 4, 5).

To jasne, że rower tak łatwo nie zastąpi samochodu. W zależności od sprawności fizycznej, rowerzysta osiąga prędkość podróżną na poziomie od 10 do 26 km/godz., co oznacza że dojazd do pracy, w te i z powrotem, zająłby co najmniej 2 do 4 godzin dziennie. Silny przedni wiatr wydłuży ten czas jeszcze bardziej, a jeśli rowerzysta się śpieszy, albo na jego drodze pojawią się podjazdy, to przyjedzie do pracy zlany potem. Kiedy pada deszcz, przyjedzie przemoczony, a kiedy jest zimno to z zgrabiałymi od chłodu stopami i dłońmi. Dłuższa jazda na rowerze nie jest obojętna dla ciała: nadgarstki, plecy, ramiona, kark i krocze cierpią, w szczególności kiedy wybierzemy sportowy rower.

Rowery ze wspomaganiem elektrycznym rozwiązują niektóre, ale nie wszystkie, z tych problemów. Silnik elektryczny pozwala dotrzeć do celu szybciej i mniejszym wysiłkiem, ale nie chroni kolarza przed niepogodą. Dłuższe podróże wciąż będą powodować dyskomfort. Co więcej, zasięg większości rowerów elektrycznych (ok. 25 kilometrów) dorównuje długości średniej drogi do pracy tylko w jedną stronę, co oznacza że nie zastąpi wszystkich podróży.

Zalety Welomobilu Ze Wspomaganiem Elektrycznym

Welomobil - poziomy trójkołowiec z aerodynamicznym nadwoziem - na dłuższych dystansach może stać się ciekawą alternatywą dla roweru. Nadwozie chroni kierowcę i bagaż przed warunkami atmosferycznymi, a wygodna, półleżąca pozycja pozwala pokonywać dłuższe dystanse nie odczuwając dyskomfortu. Co więcej, welomobil (nawet bez elektrycznego napędu) jest od roweru elektrycznego znacznie szybszy.

Do prędkości 10 km/godz. opór toczenia jest tym, z czym rowerzysta musi się przede wszystkim mierzyć. Powyżej tej prędkości, coraz większą rolę zaczyna odgrywać opór powietrza i powyżej 25 km/godz. staje się czynnikiem dominującym. Dzieje się tak dlatego, że opór toczenie rośnie liniowo ze wzrostem prędkości, za to opór powietrza rośnie z kwadratem prędkości. Ponieważ welomobil jest dużo bardziej aerodynamiczny niż kolarz na rowerze - współczynnik oporu aerodynamicznego cX jest 30 razy niższy - wkładając ten sam wysiłek, może uzyskać wyższą prędkość.

Po zaopatrzeniu w pomocniczy silnik elektryczny, słabe strony welomobilu - wolne przyśpieszenie i trudności na podjazdach - znikają.

Wadą welomobili jest ich wyższa waga, w porównaniu z rowerami, przez co wolniej przyśpieszają i trudniej podjeżdżają na wzniesienia (w pozycji półleżącej kierowca nie może pedałować na stojąco, przez co, na podjazdach nie może użyć dodatkowej siły, przyp. tłum.). Przyśpieszenie jest odwrotnie proporcjonalne do masy pojazdu, więc rozpędzenie welomobilu wymaga, mniej więcej, dwukrotnie więcej energii niż roweru elektrycznego (w zależności oczywiście od wagi kolarza i pojazdu).

Po zaopatrzeniu w pomocniczy silnik elektryczny, słabe strony welomobilu - wolne przyśpieszenie i trudność na podjazdach - znikają. Jednocześnie, wspomaganie elektryczne zwiększa zasięg pojazdu, bardziej niż w przypadku roweru elektrycznego, dzięki wybitnym właściwością aerodynamicznym

Jazda Testowa Ferrari

W kwietniu 2012 roku, odbyłem jazdę testową elektrycznym welomobilem eWAW sprzedawanym przez Fietser.be, po mieście Ghent i wzdłuż ścieżki holowniczej nad rzeką Schelde. Towarzyszył mi w welomobilu bez wspomagania Brecht Vandeputte - siła napędowa belgijskiej wytwórni.

Welomobil WAW (bez wspomagania elektrycznego) został stworzony do wygrywania wyścigów pojazdów napędzanych siłą ludzkich mięśni. Później, przystosowano go do codziennego użytku, dzięki m. in. nieprzebijalnej tylnej oponie, otwartym nadkolom poprawiającym promień skrętu, regulowanemu siedzeniu i bardziej wytrzymałemu nadwoziu (z klatką bezpieczeństwa i z rollbarem otoczonym aramidowymi strefami zgniotu). WAW jest znany na świecie, przynajmniej wśród welomobilistów, jako jeden z najszybszych modeli na rynku - niektórzy nazywają go “Ferrari wśród welomobili”.

WAW wyróżnia się spośród konkurencji niską masą (28 kg w porównaniu do 34 kg w najbardziej popularnych holenderskich welomobilach Quest i Alleweder) i niskim środkiem ciężkości (prześwit wynosi jedynie 9 cm, a wysokość tylko 90 cm). W połączeniu z twardym zawieszeniem, szerokim rozstawem kół i precyzyjnym sterowaniem (dwa drążki kierownicze zamiast jednego), uzyskujemy wybitne osiągi i świetne prowadzenie nawet w ostrych zakrętach. Oczywiście, WAW ma swoje wady, których można się spodziewać po prawdziwie sportowym wozie - wykończenie wnętrza jest spartańskie, a jadąc po kostce brukowej tłucze się niemiłosiernie. Te cechy sprawiają, że na złych drogach, inne welomobile z miększym zawieszeniem będą lepszym wyborem.

250 Watów mocy elektrycznego wspomagania daje, kolarzowi o przeciętnej sprawności, moc na poziomie najlepszych sportowców.

eWAW, którym jeździłem miał wszystko co standardowy WAW, plus silnik elektryczny o mocy 250 Wattów i zaskakująco mały akumulator o pojemności 288 Wh, który pozwalał na jazdę wspomaganą od ok. 60 do 130 km. Akumulator i silnik zwiększyły wagę pojazdu o jedyne 5 kg, dobijając do wagi 33 kg. Jest to porównywalne z wagą welomobili bez wspomagania, jednak zauważalnie mniej od modeli elektrycznych. Allewader, z silnikiem elektrycznym i akumulatorem, waży 45 kg, tyle samo co hybrydowy e-Sunrider.

Pedałując 50 km/godz

Jak szybki jest WAW? O ile szybszy jest eWAW? Po pierwsze, eWAW jest biomechanicznym pojazdem hybrydowym, w którym napęd biologiczny - powszechnie zwany “kierowcą” - nie jest w zestawie. Ponieważ to kierowca generuje większość mocy pojazdu, prędkość jaką może osiągnąć będzie zależała on jego lub jej sprawności. Niech najlepszym przykładem tego będzie moja jazda próbna. W czasie około półtorej godziny, Brecht i ja, zdołaliśmy utrzymać średnią prędkość na poziomie 40 km/godz. Ja prowadziłem eWAW, mając silnik elektryczny do pomocy, a WAW Brechta nie.

W literaturze poświęconej kolarstwu możemy spotkać się z podziałem kolarzy na trzy kategorie. Pierwsza to ludzi o przeciętnej sprawności fizycznej, druga to ludzie wysportowani, a trzecia to najwyższej klasy sportowcy. Kolarz o przeciętnej sprawności jest w stanie pedałować ze stałą mocą 100-150 Wattów przez jedną godzinę. Kierując eWAW, przekładałoby się to na prędkość 35-40 km/godz. w idealnych warunkach drogowych - na otwartym torze wyścigowym w całkowicie zamkniętym pojeździe. Wysportowani ludzie mogą osiągnąć moc 200 Wattów w czasie jednej godziny, co przełoży się na prędkość 45-50 km/godz. w tych samych warunkach.

250 Watów mocy elektrycznego wspomagania daje kolarzowi o przeciętnej sprawności (takiemu jak ja),moc na poziomie najlepszych sportowców (100W + 250W = 350W).

Maksymalizacja Zasięgu i Wydajności

Jestem maniakiem prędkości, więc kiedy tylko znalazłem odpowiedni, pusty kawałek jezdni, pierwsze co zrobiłem było odkręcenie manetki wspomagania do oporu i pedałowanie jak szalony. Jeśli miałbym do dyspozycji 350 Wattów mocy, tak sobie kalkulowałem, to mógłbym osiągnąć 70, a nawet 80 km/godz.! Jednak, co wywoływało moją frustrację, nie mogłem przekroczyć prędkości 50 km/godz. - po prostu brakowało mi przełożeń do osiągnięcia wyższych prędkości.

Dlaczego tak się stało? Dlatego, że eWAW został zoptymalizowany pod kątem maksymalnej wydajności. Silnik elektryczny jest przeznaczony jedynie do pomocy podczas przyśpieszania (i podczas podjazdów). Kiedy welomobilista osiągnie prędkość podróżną, mniej więcej 40-50 km/godz., przechodzi na niewspomagane pedałowanie.

Decyzja o pracy wspomaganie elektrycznego jedynie podczas przyśpieszania ma sens. Dzięki temu, zasięg, tak kolarza jak i baterii, ogromnie się wydłuża.

Jazda w eWAW nie zwiększy prędkości podróżnej ani maksymalnej, w porównaniu do niewspomaganego WAW, jednak zwiększy prędkość średnią, ponieważ wspomaga przyśpieszanie. Jest to inne podejście niż w rowerze elektrycznym, który daje ciągłe wspomaganie pedałowania po osiągnięciu prędkości podróżnej. Pod względem sprawności, rozwiązanie zastosowane w eWAW przynosi więcej korzyści.

Rowerzysta zużywa mniej energii przyśpieszając niż welomobilista (z powodu niższej wagi roweru), lecz potrzebuje więcej energii, aby utrzymać prędkość (z powodu gorszej aerodynamiki). Jadąc opływowym welomobilem zużywamy mniej energii, aby utrzymać stałą prędkość, w porównaniu z rowerzystą.

Mądrym wyborem, w przypadku welomobili, jest włączanie wspomagania jedynie podczas przyśpieszania, z tego powodu, że ten pojazd nie wymaga wiele energii (w przeciwieństwie do roweru) do utrzymania stałej prędkości. Dzięki temu, zasięg napędu, zarówno kierowcy jak i baterii, znacznie się wydłuża (szczytowy wysiłek fizyczny znacząco obniża wytrzymałość, kiedy pedałowanie stałym tempem może trwać godzinami). Kierowca zapewnia takie samo wsparcie bateriom, jak one jemu. Kiedy silnik wyłącza się, osiągając prędkość podróżną, zasięg akumulatorów znacząco wzrasta.

Kierowca eWAW ma możliwość włączyć wspomaganie, jadąc z prędkością podróżną, za pomocą manetki przyśpieszenia. Ja, właśnie w ten sposób kierowałem eWAW, przez co baterie starczyły na “zaledwie” 60 kilometrów - ale przynajmniej mogłem nadążyć za Brechtem.

80 Razy Bardziej Wydajny Od Samochodu Elektrycznego

Montowanie silnika elektrycznego w welomobilu jest kontrowersyjne pośród welomobilistów, tak samo, jak napęd elektryczny jest pogardzany przez rowerowych purystów. Jednakże, jeśli porównamy welomobil z samochodem elektrycznym, ciągle postrzeganym jako przyszłość zrównoważonego transportu, ten drugi odpada w przedbiegach. Welomobil jest, tak naprawdę wszystkim, czym samochód elektryczny chciałby być, lecz nie może - zrównoważoną alternatywą dla samochodów z silnikami spalinowymi. Prawie niemożliwe jest stworzenie silnikowego pojazdu, który byłby sprawniejszy energetycznie od eWAW.

Jeśli 300 milionów Amerykanów, zamieniła by swoje samochody na welomobile, to prąd elektryczny z tylko 25% obecnie działających turbin wiatrowych wystarczyłby żeby je zasilić.

Na poparcie tego, można przeprowadzić prostą kalkulację. Wyobraźmy sobie taki scenariusz. Każdy z 300 milionów Amerykanów zamienia swój samochód na welomobil i jedzie do pracy tego samego dnia. Aby naładować 300 milionów baterii welomobili, o pojemność 288 Wh, potrzeba 86.4 GWh prądu. Odpowiada to mocy 25% obecnie pracujących turbin wiatrowych w USA (przeciętnego dnia w okresie od lipca 2011 do czerwca 2012 roku, źródło:). Innymi słowy: moglibyśmy przejść na w pełni zasilany ze źródeł odnawialnych transport indywidualny wykorzystując jedynie już działające turbiny.

Autor zdjęcia: [Bill Bates](http://www.flickr.com/wmbates/sets)

A teraz, wyobraźmy sobie, że każdy z 300 milionów Amerykanów wsiada do elektrycznego Nissana Leaf i jedzie do pracy tego samo dnia. Żeby naładować każdą z 300 milionów baterii o pojemności 24 kWh potrzeba 7 200 GWh elektryczności. To 20 razy więcej niż są w stanie dostarczyć wszystkie, obecnie pracujące turbiny wiatrowe w USA oraz 80 razy więcej niż potrzebowałby welomobile. Mówiąc krótko; pierwszy scenariusz jest realistyczny, drugi nie.

Nawet, jeśli w całości zapełnimy samochody elektryczne pasażerami (przyjmijmy liczbę 4 pasażerów i kierowcę), to różnica w sprawności energetycznej pozostanie znaczna. 60 milionów elektrycznych samochodów, będzie potrzebowało 16,6 razy więcej energii, niż 300 milionów eWAW’ów. Co więcej, właściciel może łatwo sam naładować swój welomobil. Panel solarny o mocy ok. 60 Wattów (o powierzchni nie przekraczającej 1 m²) wytwarza wystarczająca ilość energii, żeby naładować baterie, nawet podczas krótkich zimowych dni.

Europie wystarczyłaby nawet mniejsza część obecnie pracujących turbin wiatrowych niż Stanom Zjednoczonym, żeby zaopatrzyć każdego Europejczyka w elektryczny welomobil. Oczywiście, należy pamiętać, że napęd biomechaniczny, czyli kierowca, musi być czymś zasilany. Jednak mając na uwadze, że na Zachodzie ludzie jedzą za dużo i jeżdżą samochodami na siłownie żeby zrzucić zbędny tłuszcz, możemy spokojnie pominąć tę kwestię.

“A Niby, Gdzie Ja Tym Dojadę?

Od razu, rzuca się w oczy wielka różnica w sprawności energetycznej, pomiędzy elektrycznym welomobilem, a samochodem elektrycznym, w szczególności, że oba pojazdy mają podobny zasięg. W zależności od tego, jak często używamy wspomagania, możemy przejechać w eWAW między 60 a 130 kilometrów. Nissan Leaf osiąga, w najlepszym wypadku, zasięg 160 km, ale tylko wtedy, kiedy jedziemy wolno i spokojnie i kiedy nie używamy klimatyzacji, ogrzewania i wyłączymy wszystkie pokładowe gadżety.

Dodając jedynie 6 kilogramów dodatkowych baterii, zwiększamy zasięg welomobilu do 450 km

Welomobil nie potrzebuje systemu ogrzewania, nawet w zimie, ponieważ ręce i stopy kierowcy są chronione przez nadwozie, a kierowca wykonuje wysiłek fizyczny (aktywność fizyczna jest najważniejszym czynnikiem w utrzymaniu komfortu termicznego). Potrzeba chłodzenia latem, obniży zasięg welomobilu - kierowca będzie częściej włączał silnik elektryczny, aby móc ochłonąć.

Co ciekawe, jeśli zajdzie taka potrzeba, dużo łatwiej jest zwiększyć zasięg welomobilu niż samochodu elektrycznego. eWAW można doposażyć w jedną, lub dwie, dodatkowe baterie, zwiększające zasięg pojazdu do 180 km (przy ciągłym użyciu wspomagania), lub do 450 km (jeśli silnik będzie załączany jedynie podczas przyśpieszania). Dwie dodatkowe baterie ważą jedynie 6 kg i zajmują na tyle mało miejsce, że pozostaje jeszcze sporo przestrzeni na bagaż. Jeśli przyjmiemy, że kierowca waży 70 kg, to dodając 6 kg, zwiększymy całkowitą masę pojazdu z kierowcą z 103 kg do 109 kg - wzrost masy o 6%. Zwiększenie zasięgu samochodu elektrycznego nie jest już takie proste. W Nissanie Leaf musielibyśmy zastąpić dodatkowymi bateriami cały bagażnik i tylne siedzenia, a auto przybrałoby na wadzę z 1 582 kg do 2 022 kg (wliczając kierowcę o wadze 70 kg) - byłby to przyrost masy o 30%.

Innym sposobem, na zwiększenie zasięgu pojazdów elektrycznych, jest wymiana baterii na stacji, lub szybkie ich ładowanie. Obie opcje są dostępne, zarówno dla welomobili jak i samochodów elektrycznych, jednak budowa, wymaganej dla samochodów elektrycznych, infrastruktury ładowania to duże wyzwanie. W przypadku elektrycznych welomobili, postawienie odpowiednich stacji wydaje się znacznie prostsze. Akumulator w eWAW ma 80 razy mniejszą pojemność niż akumulatory Nissana Leaf, co sprawia, że szybkie ładowanie jest realne. Waży 73 razy mniej (6 kg w porównaniu z 438 kg), dzięki czemu zamiana baterii, może być prostą, wykonywaną ręcznie czynnością, nie wymagającą żadnej zaawansowanej technologii (w przeciwieństwie do potrzeby szybkiej zamiany, ważącej ponad 400 kg baterii).

Mamy równie zrównoważone środki transportu dla tych, którzy chcą szybko przemieszczać się na długich dystansach (kolej i trolejbusy). Welomobil jest dla tych, którzy wola indywidualny środek transportu, albo bardziej aktywny styl życia.

Pojemność dróg można zwiększyć, co najmniej czterokrotnie, jeśli przestawimy się z samochodów na welomobile

Jeśli baterie w welomobilu wyczerpią się, kierowca wciąż może wrócić do domu - będzie po prostu pedałował. Samochód elektryczny nie ma takiej możliwości, ponieważ jest na to za ciężki. Nissan Leaf waży tyle co 46 eWAW’ów. Przeważająca większość energii samochodu elektrycznego (tak samo jak w samochodzie z silnikiem spalinowym) nie idzie na przemieszczanie kierowcy, tylko samochodu - Nissan Leaf waży 21 razy więcej niż przeciętny człowiek. eWAW ta relacja jest odwrotna - kierowca waży dwa, trzy razy więcej niż pojazd.

Płynny i Szybki Ruch Uliczny

Dzięki eWAW, jazda na dłuższych dystansach może być szybka i wygodna. Jadąc z prędkością podróżną 50 km/godz., średni dojazd do pracy w USA (19,5 km) zająłby 23,4 minuty. To bardzo dobry rezultat, biorąc pod uwagę, że średni czas dojazdu do pracy samochodem w USA zajmuje 22,8 minut ([rok 2009, źródło:] (http://nhts.ornl.gov/2009/pub/stt.pdf)). W Holandii, gdzie ruch na drogach jest większy, elektryczny welomobil ma potencjał wyprzedzić samochód. Welomobil mógłby przejechać średni dystans dojazdu do pracy (22 km) w 26,4 minuty, co samochodem zajmuje średnio 28 minut (źródło).

Oczywiście to, że welomobilem można jechać z prędkością 50 km/godz., nie oznacza, że taka będzie średnia prędkość podczas całej podróży. Jeśli samochody byłyby w stanie utrzymać swoją maksymalną prędkość podróżną, zostawiałyby welomobile daleko w tyle. W rzeczywistości tak nie jest, z powodu ograniczeń prędkości, świateł i korków.

Welomobile spotykają na swojej drodze te same przeszkody, jednak mają one znaczącą przewagę nad samochodami, z tego powodu, że zajmują znacznie mniej przestrzeni (jeden samochód zajmuje tyle miejsca, co cztery welomobile). Płynny i szybki ruch uliczny jest bardziej realny jeśli drogami będą jeździć pojazdy na pedały zamiast samochodów. Pojemność dróg można zwiększyć, co najmniej czterokrotnie, jeśli przestawimy się z samochodów na welomobile. Co więcej, prędkość podróżna welomobilu nie przekracza większości ograniczeń prędkości.

Odpicuj Swój Welomobil

Welomobil można wyposażyć w mocniejszy silnik i wyższe przełożenia, pozwalające podróżować z wyższą prędkością. W ten sposób, pojazd straci na sprawności i zasięgu, ale skoro i eWAW, jest 80 razy bardziej wydajny energetycznie od samochodu elektrycznego, to mamy całkiem duże pole do popisu na “przypakowanie” welomobilu. O tych możliwościach, i o prawnych przeszkodach stojących na drodze welomobili, porozmawiamy w drugiej części artykułu.

Kontynuuj czytanie: 1 / 2.

Welomobil: zaawansowany rower czy prosty samochód?

Thu, 30 Sep 2010 00:00:00 +0000

Zdjęcie: [Versatile](http://www.flevobike.nl/content/view/26/56/lang,en/).

Rowery poziome z nadwoziem wywołują ciekawy efekt. Wyglądają na szybkie niczym samochód wyścigowy albo myśliwiec, ale oczywiście tak nie jest. Nie mniej jednak, dzięki swojej horyzontalnej pozycji, minimalnej wadze i niezrównanej aerodynamice, pedałowanie velomobilem wymaga 3 do 4 razy mniej energii niż na zwykłym rowerze.

Wyższą sprawność energetyczną można zamienić na wyższy komfort jazdy, ale dzięki niej możliwe jest przede wszystkim osiągania wyższych prędkości i większego zasięgu. Jadąc velomobilem kolarz o przeciętnej kondycji może z łatwością utrzymać prędkość podróżną 40 km/godz., lub wyższą. Tym samym velomobil staje się świetną alternatywą dla samochodu, zwłaszcza na średnich dystansach i podczas złej pogody.

Velomobil to po prostu rower poziomy z nadwoziem. Rowery poziome są uważane za trochę dziwne, ale posiadają pewne przewagi na zwykłym rowerem. Na przykład, w rowerze poziomym siedzimy na wygodnym siedzisku z oparciem na plecy, a nie na wąskim siodełku, co sprawia że dzięki wyższemu komfortowi jazdy możemy dłużej pedałować. Dzięki lepszym właściwościom aerodynamicznym, pedałowanie na rowerze poziomym wymaga mniej wysiłku, pozwalając na szybsze i dalsze podróżowanie. Rower poziomy może mieć trzy (trajki) albo cztery koła, zapewniające lepszą stabilność.

Zdjęcie: [Scorpion](http://www.hpvelotechnik.com/produkte/scorpion/index_e.html).

Velomobil - prawie zawsze trajka - posiada cechy dające mu dodatkową przewagę nad rowerem poziomym. Nadwozie chroni kolarza (oraz części mechaniczne) przed warunkami atmosferycznymi, tak więc może być on używany w każdym klimacie i przy każdej pogodzie. Aerodynamiczny kształt nadwozia podnosi sprawność pojazdu zapewniając mu spektakularne osiągi.

Velomobil kontra rower

Z tabeli u dołu (źródło) widać, że moc potrzebna do osiągnięcia prędkości 30 km/godz., w przypadku najnowocześniejszego velomobilu wynosi 79 Wattów, w porównaniu do 271 Wattów dla zwykłego roweru i 444 Wattów w wypadku zaniedbanego roweru. Pedałowanie z prędkością 30 km/godz., wymaga więc 3,5 razy mniej energii jadąc w velomobilu niż na normalnym rowerze. Zasuwając pełną parą (moc 250 W) rozpędzimy się do 29 km/godz. na zwykłym rowerze i do 50 km/godz. w velomobilu.

Źródło: [\"Velomobil jako pojazd bardziej zrównoważonego transportu\"](http://users.telenet.be/fietser/fotos/VM4SD-FVDWsm.pdf)(pdf).

NASA podaje, że dorosły mężczyzna jest w stanie pracować przez dłuższy czas utrzymując moc na poziomie 75 watów. Wysportowana osoba może łatwością utrzymać przez wiele godzin moc na poziomie 100 watów, 200 do 300 watów przez jedną godzinę i pomiędzy 300 a 400 watami mocy przez co najmniej 10 minut. Podczas wyścigu Tour de France w czasie podjazdu Lance Armstrong generował przez 38 minut moc na poziomie 475-500 watów. (Źródło: The human powered home).

Jeśli na co dzień poruszasz się rowerem, to dzięki przesiadce na velomobil możesz osiągnąć dwie rzeczy. Zużyć 3,5 razy mniej energii zachowując tą samą prędkość, lub dotrzeć do celu dwa razy szybciej przy tym samym wysiłku. Wysoka sprawność znacząco zwiększa użyteczny zasięg pojazdów na pedały. Generalnie rower jest postrzegany jako środek transportu na krótkie dystanse poniżej 5 kilometrów (co odpowiada 15 minutowej jeździe z prędkością 20 km/godz.). Dla porównania średni dystans podróży samochodem wynosi w Europie i w USA między 13 a 15 kilometrami.

Zdjęcie: [Sinner Mango Red Edition](http://www.go-mango.nl/indexuk.html).

Velomobil osiąga stałą prędkość podróżną na poziomie 35 km/godz., zużywając tyle samo energii co zwykły rower, tak więc dystans pokonany w 15 minut wyniesie 9, a nie 5 kilometrów. Przy prędkości 45 km/godz. (osiągalnej dla przeciętnego kolarza) dystans pokonany w 15 minut wyniesie ponad 11 kilometrów. Z tego wynika, że pedałowanie w velomobilu przez 20 minut pokrywa średni dystans podróży samochodem. Gdyby velomobil stał się powszechnie używanym środkiem transportu, zaoszczędzilibyśmy wiele “samochodo-kilometrów” (kilometrów pokonywanych samochodem - co wiązałoby się z redukcją emisji CO2 i zanieczyszczeń z transportu, przyp. tłum.), tym bardziej że chroni on kierowcę przed wiatrem, deszczem i chłodem.

Zdjęcie: [Quest](http://en.velomobiel.nl/quest/)

Velomobile z założenia buduje się dla szybkości. Przy wyższych prędkościach (poczynając od 20 do 25 km/godz.) nadwozie zapewnia wyraźną przewagę nad normalnym rowerem. Powyżej 25 km/godz., prawie cała energia generowana przez kolarza zużywana jest na walkę z oporem powietrza. Na zwykłym rowerze ze względu na wyprostowaną pozycję, aerodynamika kolarza jest co najmniej słaba. Za to velomobil pokonuje opór powietrza lepiej niż najbardziej aerodynamiczny sportowy samochód! (Kształt nadwozia sportowych samochodów należy również optymalizować pod kątem redukowania siły ciągu, kosztem pogorszenia właściwości aerodynamicznych. Jeśli nie brano by pod uwagę siły ciągu skierowanej ku górze to przy wysokich prędkościach samochód traciłby przyczepność i sterowność, a w najgorszym wypadku wzbiłby się w powietrze jak samolot. Ponieważ velomobil nie osiąga prędkości, przy których ciąg stwarzałby zagrożenie, projektanci mogą skupić się na projektowaniu nadwozi o wyjątkowo opływowych kształtach, przyp., tłum.)

Jednakże, przy niskich prędkościach większa waga velomobilu (od 25 do 40 kg) działa na jego niekorzyść. Przyśpiesza on wolniej niż rower, i znacznie trudniej podjechać nim na wzniesienie. Rozwiązaniem tego problemu może być elektryczne wspomaganie napędu. Silnik elektryczny pomoże podczas podjazdu, a co więcej hamując w czasie zjazdu może odzyskać części energii. W płaskim terenie również można zastosować wspomaganie elektryczne, które cieszy się w dzisiejszych czasach coraz większą popularnością.

Zdjęcie: [Leiba x-stream](http://www.leiba.de/index.php?option=com_content&task=view&id=44&Itemid=94).

Velomobil został stworzony do pokonywania dłuższych dystansów. Na krótszych trasach i w mieście, dzięki swojej zwrotności, niższej wadze, mniejszych wymiarach i lepszemu przyśpieszeniu tradycyjny rower wciąż jest nie do pokonania.

Velomobil kontra samochód elektryczny

Dries Callebaut i Brecht Vandeputte, Belgijscy twórcy velomobilu WAW, porównali sprawność energetyczną ich velomobilu do sprawności samochodu elektrycznego (wykorzystując własne dane i to źródło: http://www.withouthotair.com/). Wyposażyli swój velomobil w silnik elektryczny, całkowicie zastępujący napęd na pedały, i wystartowali w tegorocznym (2010 rok, przyp. tłum.) ekomaratonie. Chociaż nie do takich celów ich pojazd został stworzony, postanowili wykorzystać dogodną możliwość na przeprowadzenie eksperymentu.

Zużycie energii przez WAW zostało zmierzone na 0,7 kWh na 100 km. Ten wynik czyni velomobil 20 razy bardziej wydajnym energetycznie od najbardziej wydajnego samochodu elektrycznego dostępnego w sprzedaży (w roku 2010). Nissan Leaf potrzebuje 15 kWh na 100 km. Tak duża różnica wynika oczywiście w ogromnej różnicy w wadze. Nissan bez baterii waży ponad tonę, kiedy WAW waży mniej niż 30 kg,

Zdjęcie: [Versatile](http://www.flevobike.nl/content/view/26/56/lang,en/).

Niestety, sprawy komplikują się jeśli chcemy porównać samochód elektryczny z velomobilem napędzanym siłą ludzkich mięśni. Człowiek nie jest zasilany prądem, tylko biomasą. Sprawność velomobilu zależeć będzie więc od tego co kolarz je (analogicznie sprawność samochodu elektrycznego zależy od tego w jaki sposób produkuje się prąd). Cellebaut i Vandeputte przyjeli, że wegetarianin żywiący się tym co wyhoduje we własnym ogródku zużywa 0,6 kWh/100 km energii pierwotnej, a człowiek na przeciętnej zachodniej nie wegetariańskiej diecie zużyje 2,4 kWh/100km energii pierwotnej.

Zdjęcie: [Versatile](http://www.flevobike.nl/content/view/26/56/lang,en/).

Z tego wynika, że napędzany siłą ludzkich mięśni velomobil jest od 15 do 62 razy bardziej wydajny energetycznie od Nissana Leaf. Nie 6 do 25 razy, a więcej, ponieważ w tym przypadku porównujemy zużycie energii pierwotnej. 15 kWh energii, które na 100 km zużywa Nissan równa się mniej więcej 37,5 kWh energii pierwotnej, ponieważ elektrownie (w Europie) mają sprawność na poziomie 40%.

Można dodać, że spalanie tkanki tłuszczowej, w czasach kiedy nadwaga i brak ruchu są plagą zachodniego świata, jest czymś pozytywnym bez względu na to co jemy. Energia która marnowana jest na siłowniach, lub tłuszczyk który odkłada się przed telewizorem, może zastąpić ropę naftową w transporcie. Jeśli spojrzymy na to w ten sposób, to możemy powiedzieć, że velomobil zużywa (tak jak rowerzysta czy pieszy) 0,00 kWh na 100 kilometrów.

Początki

Początki velomobilu sięgają pierwszych lat XX wieku, jednak nowoczesny pojazd o opływowych kształtach pojawił się dopiero w latach 80tych XX wieku. Duńska Leitra była pierwszym dostępnym w sprzedaży velomobilem, a w roku 1993 na rynku pojawił się Holenderski Alleweder. Około 500 egzemplarzy sprzedano w latach 90tych w Holandii, Belgii i Niemczech.

Allewader wprowadził na rynek jako pierwszy ważne rozwiązanie techniczne: nadwozie samonośne podobne do tych stosowanych w samochodach - tylko że znacznie od nich lżejsze. Dzięki temu konstrukcja velomobilu zyskała na sztywności i wytrzymałości bez zwiększania wagi. Zawieszenie zastosowane w Allewaderze również zainspirowane zostało samochodami. Nadwozie pierwszych modeli składano z blachy aluminiowej łączonej nitami - rozwiązanie stosowane w lotnictwie.

Z dachem lub bez

Wszystkie obecnie produkowane velomobile bazują na założeniach konstrukcyjnych Allewader’a. Jednak zmieniły się materiały, z których wykonuje się nadwozia. Teraz zamiast aluminium stosuje się materiały kompozytowe (np. kewlar), które dają większą swobodę w modelowaniu sylwetki nadwozia pod kątem lepszej aerodynamiki. Niestety są one droższe.

Zdjęcie: [Go One 3](http://www.go-one.us/).

Nowoczesny velomobil waży od 25 do 40 kilogramów, ma około 250 centymetrów długości, 80 centymetrów szerokości i 90 centymetrów wysokości. Trzy koła są amortyzowane, a nadwozie ma zintegrowane z bryłą lusterka, światła, migacze i czasem światło stopu. Przestrzeń bagażowa velomobili porównywalna jest do wielkości bagażnika sportowego samochodu.

Dzisiejsze velomobile można podzielić na dwa rodzaje; pierwsze w których głowa kierowcy wystaje z nadwozia (m.in. Quest, WAW, [Versatile](http://www.flevobike.nl/content/view/26/56/lang,en/, Mango, Velayo i Alleweder) i takie, w których kierowca jest w pełni zamkniety w nadwoziu (Go-One, Leiba, Leitra, Pannonrider i Cab-Bike). W przypadku zamkniętej karoserii, żeby wsiąść należy otworzyć część nadwozia. W przypadku pół-otwartych pojazdów, kierowca zajmuje miejsce przez otwór u góry.

Velomobile mogą mieć otwarte lub zabudowane nadkola. Zabudowane nadkola dają lepszą aerodynamikę, ale zwiększają promień skrętu i utrudniają wymianę opon.

Zdjęcie: Pannonrider ma panele fotowoltaiczne wbudowane w nadwozie ([inną opcją jest energia wiatru](https://www.notechmagazine.com/2010/07/wind-powered-trikes.html))

Całkowicie zamknięte nadwozie niesie ze sobą sporo korzyści, ale ma również swoje wady. Największym problemem jest wentylacja. Nawet podczas chłodniejszych dni, kierowca może się przegrzać. Ludzkie ciało wytwarzające 200 Wattów mocy jednocześnie produkuje około 1000 watów ciepła odpadowego, które w większości ucieka przez głowę. Zamknięte nadwozie ma również negatywny wpływ ma widoczność i słyszalność. Przednia szyba może zaparować, a deszcze i śnieg mogą ją przysłonić (w żadnym w velomobilu nie są dostępne wycieraczki, prawdopodobnie z powodu dodatkowej masy napędu i akumulatora).

Zdjęcie: [Velayo](http://www.fortschritt-fahrzeugbau.de/design.htm#special).

W pełni zabudowany velomobil potrzebuje sprawnej pasywnej wentylacji (co można uzyskać przez wlot powietrza z przodu pojazdu). Niektórzy producenci poszli inną drogą. WAW posiada mały odczepiany daszek z systemem wentylacji sterowanym z wnętrza pojazdu. Daszek można zwinąć i schować do bagażnika, a w razie potrzeby szybko i łatwo z powrotem zamontować. Velayo wyposażono “w inteligentny dach”, który rozwiązuje problem gorąca i wentylacji jednocześnie chroniąc kierowcę przed deszczem.

Niemiecka wytwórnia Hase zaprezentowała (rok 2010) poziomego trójkołowca ze składanym poszyciem (i ze wspomaganiem elektrycznym). Nie jest on kompromisem pomiędzy w zamkniętym a pół-otwartym velomobilem, lecz pomiędzy nieosłoniętym a osłoniętym trójkołowcem - najbardziej wygodną i aerodynamiczną opcją w czasie ciepłych dni.

Dwu-miejscowce

Na rynku możemy spotkać velomobile, w których wygodnie pomieszczą się dwie osoby np. dwumiejscowy transportowy Bakmobiel czy DuoQuest. W obu pojazdach pasażer siedzi obok kierowcy. Dobrze, że wygoda bierze górę na aerodynamiką.

Jeszcze innym trendem jest projektowanie velomobili z niższym nadwoziem (jak Niemiecka Leiba) dzięki któremu można łatwo i szybko wejść i wyjść z pojazdu. Takie rozwiązanie obniża poziom ochrony przed warunkami atmosferycznymi, ale dalej czyni velomobil bardziej wydajnym przy wyższych prędkościach od roweru (przydatnemu na krótszych dystansach).

Czy velomobile są za drogie?

Wysoka cena jest tym co wymienia się jako największą przeszkodę na drodze velomobilu do zyskania popularności na jaką zasługuje. W pełni wyposażona maszyna kosztuje przynajmniej 5 tysięcy euro - wyraźnie więcej niż dobrej klasy rower. Ceny w USA spadły z poziomu dwukrotnie wyższego, ponieważ obecnie niektóre popularne marki z Europy Północnej są produkowane teraz w Stanach Zjednoczonych. Wysyłka velomobilu przez Atlantyk nie jest tania.

Zdjęcie: [Quest](http://en.velomobiel.nl/quest/).

Wysoka cena wynika głównie z dopłaty za poziomą pozycję, ale tym za co przede wszystkim płaci się jest kosztowne nadwozie. Każdy velomobil jest ręcznie składany, a budowa poszycia wymaga najwięcej pracy. Oczywiście taniej byłoby produkować je seryjnie na linii montażowej, szczególnie w jakimś kraju z niskimi płacami. Jednak nawet wtedy - wliczając koszta wyzysku ludzi i strat środowiskowych - nikt nie liczy na to, że cena spadnie więcej niż o połowę. Lekkie materiały, kluczowe dla tych pojazdów, są po prostu drogie.

Zdjęcie: [Quest](http://en.velomobiel.nl/quest/).

Na ten problem można jednak spojrzeć inaczej. Velomobil kosztuje więcej niż rower, ale mniej niż samochód. Ponieważ komfort i osiągi plasują go gdzieś pomiędzy rowerem a autem, jego cena przestaje być tak odstraszająca. Co więcej samochód potrzebuje paliwa, a velomobil nie. Jego utrzymanie sprowadza się do wymiany opon, klocków hamulcowych czy łańcucha (tak jak w zwykłym rowerze). Ktokolwiek zamienia swój samochód na velomobil robi to ze względów ekonomicznych.

Rządy mogłyby pomóc wypromować velomobile, i obniżyć ich cenę, wspierając właśnie je zamiast samochodów elektrycznych i biopaliw (korzyść dla środowiska byłaby oczywista i nie byłoby potrzeby inwestować w żadną nową infrastrukturę taką jak stacje do ładowania baterii).

Alternatywa dla samochodu?

Największą przeszkodą dla velomobili nie jest cena, ale konkurencja ze strony samochodów. Chociaż velomobile mogą jeździć po szerszych ścieżkach rowerowych, nie mniej jednak najlepiej sprawdzają się na drogach. Jazda tymi pojazdami pozostaje świetnym pomysłem, dopóki nie muszą one dzielić jezdni z samochodami. Na obecnych, pełnych aut, drogach pilotowanie velomobilu jest względnie niebezpieczne. Kierowcy samochodów nie zawsze cię widzą i pomimo wielu wzmocnień nadwozia, jesteś bardzo narażony na np. jeepa Cherokee.

Zdjęcie: [Alleweder](http://www.alligt.nl/).

Aby nastąpił przełom w użyciu velomobili potrzeba albo stworzyć całkowicie nową infrastrukturę dla pojazdów na pedały albo trzeba zastąpić na obecnych lokalnych i regionalnych drogach samochody velomobilami (i innymi pojazdami napędzanymi siłą ludzkich mięśni). Ta druga opcja, którą ja bardziej popieram, może nie sprzyja sprzedaży samochodów, lecz nic nie stoi na przeszkodzie, żeby ich producenci zaczęli wytwarzać velomobile.

Citroën 2CV: Czysta Technologia z Lat Czterdziestych

Fri, 06 Jun 2008 00:00:00 +0000

Jeśli czasem zachodzicie w głowę, czemu bardziej wydajne technologie nie przyniosły nam bardziej wydajnych samochodów, to powinniście zerknąć na kolekcję broszur Citroëna (większość w obcych językach) z lat pięćdziesiątych, sześćdziesiątych, siedemdziesiątych i osiemdziesiątych (więcej tutaj, tutaj, tutaj i tutaj).

Są to oryginalne, zeskanowane ulotki poświęcone legendarnemu Francuskiemu hipisowskiemu samochodzikowi – “2CV”, lub “Deux Chevaux” (nazywanym “kaczką” lub “kozą” w wielu krajach Europy). Pomimo tego, że od czasu powstania 2CV w 1949 roku, w samochodach upchnięto całą masę zaawansowanych technologii, to poczciwa “kaczka” wciąż jest bardziej wydajna energetycznie od najmniejszego współczesnego Citroëna. Dlaczego tak jest?

“Jeśli naprawdę chcemy bardziej wydajnych energetycznie samochodów, to potrzeba nam nie więcej, a mniej technologii.”

2CV był produkowany od 1949 do 1990 roku i sprzedawany był prawie wyłącznie w Europie. Kiedy po raz pierwszy schodził z linii produkcyjnych, pod maską miał silnik o pojemności 375 cm3 osiągający moc 8 koni mechanicznych i prędkość maksymalną na poziomie 65 km/godz.

W 1954 roku podwyższono moc silnika do 10 koni mechanicznych, co podniosło prędkość maksymalną do 80 km/godz. W 1974 moc wzrosła ponownie, tym razem do 25 koni mechanicznych, a prędkość maksymalna do 102 km/godz. Ostatnie modele wyposażone były w większe silniki, o pojemności 602 cm3, mocy maksymalnej 30 koni mechanicznych, zdolne rozpędzić autko do 120 km/godz.

500 Kilogramów

Chociaż na przestrzeni dekad, osiągi 2CV znacznie się zwiększyły (moc silnika ponad dwukrotnie, a prędkość maksymalna prawie czterokrotnie), waga samochodu pozostała praktycznie ta sama - 500 kilogramów. (Źródła: 1,2,3)

Nie ma dzisiaj samochodu, który chociaż zbliżałby się do tych wartości. Najmniejszy, dostępny obecnie na rynku Citroën C1 (w roku 2019, przyp. tłum.) waży 810 kg, pomimo tego, że zrobiony jest z lżejszych materiałów. Citroën C1 ma silnik o pojemności 998 cm2, moc 68 koni mechanicznych i prędkość maksymalną 157 km/godz.

8 Razy Więcej Mocy

Porównując Citroëna C1 do 2CV, widać, że waga najmniejszego Francuza wzrosła prawie dwukrotnie, prędkość maksymalna wzrosła ponad dwukrotnie, a moc maksymalna wzrosła ośmiokrotnie.

Może to być zaskoczeniem, że zużycie paliwa pomimo, wzrostu masy i osiągów, pozostało prawie identyczne. C1 pali 4.6l/100 km, 2CV zużywa 4.4 l/100km.

To pokazuje, że silnik w C1 jest o wiele sprawniejszy od tego w 2CV - skoro ten drugi potrzebuje tej samej ilości paliwa do napędzania znacznie lżejszego i wolniejszego pojazdu.

Innymi słowy: jeśli zastosowalibyśmy nowoczesną technologię z C1, w samochodzie, który jest tak lekki i powolny jak 2CV z lat pięćdziesiątych, to moglibyśmy jeździć samochodami, które palą tyle co nic. Niestety, cały postęp technologiczny został pożarty przez większą masę, większą prędkość, większy komfort i masę elektroniki.

Pasy Bezpieczeństwa

Większa masa wynika częściowo ze względów bezpieczeństwa - tego wymaga się od producentów samochodów. Większe bezpieczeństwo jest oczywiście czymś dobrym. Nie mniej jednak, prędkość pojazdów znacząco wzrosła Większa prędkość oznacza poważniejsze wypadki, więc część postępu w dziedzinie bezpieczeństwa przepadła (tak samo jak wyższa sprawność energetyczna przepada na rzecz wyższych osiągów). Co więcej, pasy bezpieczeństwa, od czasu ich upowszechnienia w latach 70-tych, wciąż pozostają najważniejszą przyczyną spadku liczby wypadków śmiertelnych, chociaż ważą tak niewiele.

Komfort

Kolejnym powodem wzrostu wagi i zużycia energii są usprawnienia w zakresie komfortu jazdy i triumf elektroniki. Pierwsze 2CV’ki miały deskę rozdzielczą niewiele bogatszą w osprzęt od zwykłej deski. Samochody te, nie posiadały ogrzewania ani klimatyzacji - nie było nawet wskaźnika paliwa.

Jeśli chciałeś się dowiedzieć, ile masz jeszcze paliwa w baku, musiałeś zatrzymać auto, odkręcić korek i włożyć bagnet do baku

Jeśli chciałeś się dowiedzieć, ile masz jeszcze paliwa w baku, musiałeś zatrzymać auto, odkręcić korek i włożyć bagnet do baku. Do lat 60-tych wycieraczki otrzymywały napęd z kół, więc nie działały podczas postoju (chyba że poruszało się je ręcznie).

Okna w 2CV nie były otwierane nawet mechanicznie, nie wspominając o elektryce - trzeba było popchnąć je łokciem. W dzisiejszych samochodach wszystkie te mechanizmy (i wiele, wiele innych) poruszane są własnymi silniczkami elektrycznymi.

Te wszystkie urządzenie elektryczne podnoszą zużycie paliwa, ponieważ zwiększają wagę samochodu oraz pobierają prąd elektryczny, który wytwarzany jest przez silnik spalinowy (poprzez alternator). Jeśli naprawdę chcemy bardziej wydajnych energetycznie samochodów, to potrzeba nam nie więcej, a mniej technologii.

Broszury znajdziesz na Things Magazine & Tecnología Obsoleta

Linki:

Na tych stronach jest więcej informacji na temat Citroën’a 2CV (po angielsku).

Sprawdź również broszury na Panhard, Hoffmann 2CV](http://www.citrobe.org/hofflnks.htm), Dyane, AMI, the plastic Mehari i inne modele Citroën’a.

Dokumenty o modelu 2CV.