Jak rajd terenowy dla kobiet napędza jazdę pojazdami elektrycznymi przy użyciu czystej energii

Nieczęsto zdarza się, aby wydarzenie związane ze sportami motorowymi kładło nacisk na zrównoważony rozwój. Z drugiej strony Rajd Rebelle nie jest typową imprezą sportów motorowych. Zamiast opierać się na prędkości, Rebelle stawia na precyzyjną nawigację.

Przez osiem dni zawodów dwuosobowe zespoły codziennie jeżdżą pojazdami dopuszczonymi do ruchu drogowego do około 20 punktów kontrolnych, a wszystko to w terenie i bez korzystania z GPS. Zespoły nanoszą punkty szerokości i długości geograficznej na mapę topograficzną i wymyślają sposób dotarcia do tych punktów kontrolnych przy użyciu wyłącznie narzędzi analogowych: linijki; ploter do wyznaczania kursu; i kompas. Punkty kontrolne mogą być oznaczone flagą, ale często nie są one w ogóle oznaczone, przez co zespoły muszą ustalić swoją lokalizację.

Aha, i tak się składa, że ​​Rajd Rebeliantów jest przeznaczony wyłącznie dla kobiet.

Założycielka Emily Miller chciała powołać do życia wyzwanie związane ze sportami motorowymi, w którym kobiety miałyby możliwość uczestniczenia nawet z niewielkim doświadczeniem lub bez niego. Rajd, który odbywa się już ósmy rok, przyciąga uczestników ze wszystkich środowisk. Są inżynierowie, prawnicy, dyrektorzy generalni, mamy i tak, niektórzy kierowcy wyścigowi. Niezależnie od zawodu, wszystkich łączy zamiłowanie do przygód i duch rywalizacji.

Od 2020 roku Rebelle oferuje pojazdy elektryczne. Zaczęło się od pierwszych dwóch lat, kiedy naprawdę pilotowałeś Rivian R1T wraz z moją zaufaną nawigatorką, Rebeccą Donaghe. Sprowadziliśmy ciężarówkę, ale pozwoliliśmy Millerowi rozwiązać problem ładowania pojazdu w odległych lokalizacjach przez ponad tydzień.

Najprostszym sposobem byłoby po prostu użycie generatora diesla do ładowania. Najtrudniejszym – a lepszym sposobem – byłoby wykorzystanie zrównoważonego wodoru, aby pojazdy elektryczne mogły jeździć po trasie.

W tym miejscu wkraczają Renewable Innovations. Założona przez lidera branży wodorowej Roberta Mounta firma z siedzibą w Utah zajmuje się dostarczaniem rozwiązań w zakresie zielonej energii do najbardziej odizolowanych części świata. Firma opracowała dwa systemy Mobile Energy Command (MEC), które mają zapewnić zrównoważone zasilanie rajdu Rebelle.

Rajd ma dwa problemy do rozwiązania. Po pierwsze, musi dostarczać czystą energię do niezliczonych pojazdów elektrycznych biorących udział w wydarzeniu. Musi także zapewnić zrównoważoną energię każdemu z trzech obozów bazowych.

Aby rozwiązać pierwszy problem, firma Renewable Innovations zbudowała MEC-Hydrogen, w skrócie MEC-H. W 2023 roku będzie ich cztery Ciężarówki Rivian R1T i a Rajd Forda Mustanga Mach-E konkurujące, które potrzebują mocy zarówno w bazie, jak i na trasie. Dodatkowo są cztery Jeep Wrangler Rubicon 4xe hybrydy typu plug-in, które można napić się każdego wieczoru. MEC-H wykonuje to wszystko za pomocą zielonego wodoru.

Wodór jest klasyfikowany na podstawie metody ekstrakcji. Najpopularniejszy jest wodór szary, powstający z gazu ziemnego. Zielony wodór wytwarza się przy użyciu energii odnawialnej, zwykle słonecznej lub wiatrowej, do elektrolizy wody. Po dodaniu prądu do wody atomy tlenu i wodoru zostają rozdzielone bez bezpośredniej emisji CO2.

Firma Renewable Innovations przywiozła na rajd Rebelle zielony wodór od dostawcy Plug Power w specjalnej cysternie opracowanej przez Quantum Fuel Systems. Mount nazwał tankowiec VP, czyli wirtualnym rurociągiem, zdolnym dostarczyć 800 kilogramów tego zrównoważonego pierwiastka. Mount spodziewa się rozbudowy infrastruktury w przyszłości, ale obecnie jedynym sposobem dostarczania wodoru jest ciężarówka z silnikiem Diesla, nie mówiąc już o przewiezieniu go w odległe miejsce na pustyni.

Jednak w miarę ulepszania przyczep ciągnikowych napędzanych wodorem firma spodziewa się, że będzie mogła wykorzystywać duże platformy z ogniwami wodorowymi jako pojazdy dostawcze, dzięki czemu cały cały projekt stanie się jednym wielkim, zrównoważonym systemem.

MEC-H jest wyposażony w osiem ogniw paliwowych, każde o mocy 30 kW. Wodór z VP przepływa przewodem ze stali nierdzewnej do ogniw paliwowych, gdzie zachodzi odwrotna elektroliza. Proces elektrochemiczny rozdziela proton i elektron w wodorze. Proton przechodzi przez membranę, łączy się z tlenem z atmosfery i tworzy wodę. Elektrony przepływają wokół membrany, a bingo — czysty prąd.

Jest jednak jeden mały problem. MEC-H jest wyposażony w dwie dostępne na rynku szybkie ładowarki prądu stałego, takie, jakie znajdziesz na każdej publicznej stacji ładowania. Ładowarki te są przeznaczone do pobierania prądu przemiennego z sieci i przekształcania go w prąd stały wymagany przez pojazdy elektryczne. Pomyśl o pojazdach elektrycznych jak o wybrednych konsumentach, którzy jedzą tylko nuggetsy z kurczaka. Te ładowarki pobierają kurczaka – prąd przemienny z sieci – i zamieniają go w nuggetsy z kurczaka – prąd stały – dzięki czemu pojazdy elektryczne zjedzą obiad.

Cofając problem nieco dalej, ogniwa paliwowe magazynują energię prądu stałego, ale obecnie nie ma możliwości podłączenia pojazdów elektrycznych bezpośrednio do tych ogniw paliwowych. Widzisz, wybredny zjadacz chce nuggetsów z kurczaka Trader Joe, a nie tych z Whole Foods. Zatem prąd stały — nuggetsy z kurczaka z Whole Foods — musi przejść przez falownik, aby przekształcić go w prąd przemienny — z powrotem w całego kurczaka — tylko po to, aby zostać wprowadzony do szybkich ładowarek w celu zmiany z powrotem do DC — potrzebne nuggetsy z kurczaka od Trader Joe’s — i do pojazdów elektrycznych.

Mount szacuje, że bieżący proces wymiany powoduje utratę mocy od 4 do 8 procent. Mówi, że ma nadzieję zbudować ładowarki obsługujące prąd stały do ​​przyszłego roku.

Ogniwa paliwowe mogą również przesyłać energię do zestawu akumulatorów, zwiększając całkowitą ilość energii zmagazynowanej na pokładzie do 560 kW. Kiedy wszystko działa na pełnych obrotach, ogniwa paliwowe wytwarzają około 15 galonów dejonizowanej wody pitnej na godzinę.

Wlewaj, wylewaj wodę, ładuj spragnione pojazdy elektryczne w międzyczasie, będąc w odległym miejscu – tego zawsze chciał Miller i co udało się osiągnąć Renewable Innovations.

Pomiędzy dwiema komercyjnymi ładowarkami znajdują się trzy wtyczki CSS i jedna CHAdeMo. Każda ładowarka może dostarczyć 180 kW energii elektrycznej, rozdzielając ją pomiędzy dwa porty w razie potrzeby. MEC-H posiada również trzy ładowarki poziomu 2, które zapewniają moc 6 kW, idealną do ładowania hybryd typu plug-in przez noc.

MEC-H jest używany w obozach bazowych, ale czasami wyrusza na trasę, aby naładować pojazdy, jeśli zawodnicy mają do pokonania bardzo długi etap, który może mieć nawet 249 mil (400 kilometrów). Chociaż większość pojazdów elektrycznych z pewnością może przejechać pełny zasięg na jednym ładowaniu na chodniku, zasięg spada, gdy opony uderzą w ziemię.

Ale co się stanie, jeśli akumulator EV wyczerpie się w miejscu, do którego MEC-H nie będzie mógł dotrzeć? Wtedy właśnie na słońcu pojawia się pojazd ratowniczy BEV. Siły specjalne Polaris side by side wyposażone są w 15 kWh mocy ładowania i 5 kW falownik. Obecnie działa jako ładowarka poziomu 1 i jest w stanie naładować pięć mil w około godzinę. Jednak Renewable Innovations planuje wkrótce dokonać aktualizacji. Mimo to konkurenci powinni mieć nadzieję, że nie zabraknie im elektronów w terenie. Zanim ponownie zaczniemy działać, może minąć dużo czasu.

Jednak MEC-H rozwiązuje jedynie problem ładowania pojazdów elektrycznych. Trzy obozy bazowe, czyli BC, są domem dla zawodników, mediów i personelu i wymagają ogromnej ilości mocy do funkcjonowania. Do dyspozycji są komputery multimedialne do zasilania, woda do podgrzewania pryszniców oraz w pełni wyposażona kuchnia, która dwa razy dziennie musi nakarmić wszystkich 256 pracowników i zawodników. Tutaj MEC-S ratuje sytuację – i jak się domyślacie, S oznacza energię słoneczną.

MEC-S ma 23 panele statyczne i dwa okrągłe panele słoneczne o długości 13 stóp, które mają zaprogramowane punkty szerokości i długości geograficznej baz. Rozwijają się o świcie niczym stokrotka, podążają za Słońcem na niebie i kładą się spać o zmierzchu. Podsumowując, panele i kwiaty mogą w szczycie wytworzyć ponad 50 kW energii elektrycznej, co wystarczy do zasilenia 10 domów, pod warunkiem oszczędnego korzystania z klimatyzacji.

MEC-S jest także wyposażony w 12 akumulatorów o mocy 18 kW, które przechowują energię do wykorzystania w nocy i wczesnym rankiem, gdy baza jest pełna zawodników. W namiocie bazy zapalają się światła, paruje kawa, w systemie nagłaśniającym nadawane są ogłoszenia, a Starlink przesyła ogromne pliki cyfrowe do Internetu, a wszystko to bez użycia generatora.

Zamiast tego ludzie podłączają się do jednej z sześciu mobilnych skrzynek wyłączników rozsianych po całej bazie. Z MEC-S do każdej skrzynki dociera 60 amperów, a następnie moc ta jest rozdzielana na pięć gniazd chronionych przez GFCI, które następnie można podzielić między maksymalnie 20 gniazd. MEC-S może również działać jako ładowarka poziomu 1 lub poziomu 2, jeśli MEC-H zostanie przytłoczony pojazdami elektrycznymi.

Muchą w tym przypadku jest duża ciężarówka z kuchnią-chłodnią. Chociaż moc jest wystarczająca dla mniejszych narzędzi kuchennych, większa ciężarówka skrzyniowa wymagałaby drugiego MEC-S, a to w tej chwili nie wchodzi w grę. Zamiast tego większość żywności jest chłodzona przez własny generator ciężarówki.

Rajd Rebelle naprawdę służy jako poligon doświadczalny dla systemów dostarczania zielonej energii firmy Renewable Innovations. Jeśli w ciągu tygodnia uda mu się przenieść do trzech różnych baz i będzie działać bez zarzutu, z pewnością da się go przewieźć na obszary dotknięte klęską, aby zapewnić zasilanie awaryjne. W rzeczywistości firma Renewable Innovations współpracowała z Narodem Navajo, aby pomóc mu w utrzymaniu przenośnej wieży komórkowej działającej na potrzeby usług w przypadku klęsk żywiołowych.

Zarówno Renewable Innovations, jak i Rebelle Rally rozumieją, że technologia nie jest doskonała. Po pierwsze jest cholernie drogi. Podczas gdy tradycyjne generatory diesla o dużej mocy mogą znajdować się w dziesiątki tysięcy dolarówkoszt MEC-H wynosi blisko 5 milionów dolarów, chociaż kolejne konfiguracje powinny być znacznie tańsze. Co więcej, MEC-S musi zasilić dużą ciężarówkę chłodnię, zanim obóz bazowy będzie całkowicie pozbawiony generatora.

Wreszcie, obecna infrastruktura oznacza, że ​​najszybszym i najłatwiejszym sposobem dostarczania wodoru jest ciągnik z silnikiem Diesla. Obie organizacje są jednak zaangażowane w rozwój technologii. Z każdym rokiem technologia staje się coraz bardziej wydajna, zapewniając większą moc przy niższych kosztach.

Kilka lat temu dopiero raczkowaliśmy, jeśli chodzi o czystą i zrównoważoną energię. Teraz spacerujemy. Renewable Innovations chce nas doprowadzić do mety.