Как далеки мы от беспроводного электричества? / Хабр
Привет, Хабр! Я хочу рассказать тебе историю о давних временах. Был 1891 год. Малоизвестный тогда сербско-американский ученый по имени Никола Тесла разработал устройство, генерирующее и передающее электричество без проводов. Катушка Тесла была прототипом технологии его же авторства, эта катушка считалась Священным Граалем передачи энергии.
Сегодня революция в науке возродила необыкновенную идею Теслы, которая когда-то считалась несбыточной мечтой и перспективы невероятно привлекательны.
Катушка Тесла
Катушка Теслы — это электрический резонансный трансформатор. Радиочастотный генератор для получения высокого напряжения, при низких токах приводящий в действие трансформатор. Катушка работает по принципу электромагнитной индукции: проводник помещается в изменяющееся магнитное поле и генерирует напряжение на проводнике. Тесла устраивает демонстрации, показывающие, как можно использовать катушку для беспроводного питания ламп накаливания, расположенных на расстоянии нескольких метров друг от друга.
Даже по современным стандартам Тесла намного опередил свое время. Но его амбиции выходили за пределы прототипа катушки Тесла. Он представлял мир, в котором все человечество могло бы иметь дешевое или даже бесплатное электричество. Он раздвинул границы, когда воплотил в жизнь нечто более функциональное.
Башня Уорденклиффа
Башня Wardenclyffe Tower была экспериментальной беспроводной передающей станцией, построенной для телекоммуникации по всему миру.
Однако главной одержимостью Теслы была беспроводная передача энергии. Он получил финансирование на строительство башни, скрыв ее как телекоммуникационную. Он уже доказал, что высокочастотные сигналы могут передаваться без проводов, с помощью катушечных трансформаторов Тесла.
Дальнейшие секретные эксперименты в его лаборатории убедили его в том, что он может передавать электроэнергию, задействуя верхние слои атмосферы Земли. Башня Wardenclyffe была прототипом того, что Тесла представлял как сеть башен, охватывающую весь земной шар и получающую удаленный беспроводной доступ к энергии от центральной станции.
План Теслы состоял в том, чтобы вырабатывать электроэнергию с близлежащего угольного месторождения и отправлять ее по всему миру с помощью башни, подобно тому, как радиоволны без проводов передаются на большие расстояния. В интервью американскому журналу «The American Magazine» Тесла запечатлел свое видение этими яркими словами:
«Питание может быть, и в ближайшем будущем будет передаваться без проводов, для всех коммерческих целей, таких как освещение домов и управление самолетами». Я открыл основные принципы, и остается только развивать их коммерчески. Когда это будет сделано, вы сможете отправиться в любую точку мира — на вершину горы с видом на вашу ферму, в Арктику или в пустыню — и установить небольшое устройство, которое даст вам тепло, чтобы готовить, и свет, чтобы читать».
К сожалению, необузданные амбиции Теслы не увидели свет. Путь был перекрыт после того, как Джей-Пи Морган прекратил финансирование проекта, и Тесла обанкротился.
Беспроводное электричество в наше время
С крушения надежд прошло более 100 лет. Сейчас на рынок выходит несколько компаний с технологиями, которые могут по воздуху безопасно передавать энергию. Emrod, поддерживаемый правительством Новой Зеландии стартап, лидирует в гонке с ожиданиями потребителей, первым в мире развертывая беспроводную передачу энергии высокой мощности на большое расстояние на замену существующих технологии медных проводов.
Для беспроводной передачи энергии на большие расстояния эта технология использует электромагнитные волны. Энергия преобразуется передающей антенной в электромагнитное излучение, улавливается приемной антенной (ректенной), а затем распределяется локально традиционными способами. Система Emrod состоит из четырех компонентов: источника питания, передающей антенны, передающего реле и приемная ректенны.
Схематическая модель теле-энергетической системы Emrod
Во-первых, передающая антенна преобразует электричество в микроволновую энергию и фокусирует электричество в цилиндрический луч. Микроволновый луч посылается через ряд трансляторов до тех пор, пока не попадает в ректенну, которая преобразует луч обратно в электрическую энергию. Просто, правда?
То же самое происходит в любой радиосистеме, но в радио количество энергии, которое достигает приемника, может быть крошечным; уловить нескольких пиковатт — это все, что нужно, чтобы доставить понятный сигнал.
Напротив, именно количество чистой, отправляемой без проводов энергии, наиболее важно. Полученная доля переданной энергии становится ключевым проектным параметром, поэтому необходимо разработать эффективные способы минимизации потерь.
Emrod нашел способ решить эту проблему. Мы переняли идеи радаров и оптики. В сравнении с предыдущими попытками беспроводного питания на основе микроволн, Emrod используют метаматериалы (в реле) для более плотной фокусировки передаваемого излучения.
Потери мощности при такой передаче сведены к минимуму. Генеральный директор Emrod рассказывает, что их система работает с 70% эффективности, что меньше эффективности медных проводов, но в некоторых случаях система все же экономически выгодна. В будущем компания планирует повысить энергоэффективность.
Примечательно, что технология надежна, так как на нее не влияют погодные или атмосферные условия, поэтому непредвиденные перебои с подачей электроэнергии останутся в прошлом.
Один из вопросов, вызывающих озабоченность, — это вопрос безопасности. Электромагнитный луч Emrod работает на частотах, классифицируемых как ISM — промышленные, научные и медицинские лучи, безвредные для здоровья человека.
Пока стартап стремится доставлять энергию в сообщества вне электрической сети, или передавать энергию из источников в открытом море.
Перспективы беспроводного электричества
Можно утверждать, что беспроводное электричество — одно из тех изобретений, которые не обязательны для нас.
В конце концов, мы уже передаем электричество, и оно прекрасно работает. Но это далеко не так. Скрытые издержки традиционного способа передачи электроэнергии чрезвычайно высоки.Прокладка линий электропередач и их техническое обслуживание обходится дорого, не говоря уже о географических ограничениях распространения электрических сетей в отдаленные районы. Корабли в море, электромобили или самолеты могут дозаправляться во время движения. Подход Emrod решил бы проблему дальности, особенно для предлагаемых коммерческих тарифов на электроэнергию.
Но, пожалуй, самой большой революцией будет всемирный переход на экологически чистый, дешевый возобновляемый источник энергии. Осознать масштаб можно с помощью двух фактов.
1. Удаленная передача солнечной энергии
Согласно глобальной статистике по энергии, общее потребление энергии в мире в 2019 году в эквиваленте составило 13 миллиардов тонн нефти (MTOE). Иными словами, это 17,3 тераватта мощности.
Сегодня, если мы покроем солнечными батареями участок земли в 350 км на 350 км, это может дать более 17,4 ТВт мощности.
Упомянутая площадь составляет около 43000 квадратных миль. Великая Сахара — это около 3,6 миллионов квадратных миль и более чем 12 часов светового дня, а значит энергии.
Это означает, что 1,2% пустыни достаточно для покрытия мировых энергетических потребностей. И ни ядерный синтез, ни какой-либо другой разрабатываемый в настоящее время источник энергии чище не могут конкурировать с этим.
Что, если беспроводное электричество станет реальностью, мы используем небольшую часть Сахары, чтобы собрать солнечную энергию и передать ее по всему миру без необходимости в дорогостоящих медных проводных линиях? Не станет ли это серьезным прорывом в решении проблем энергетического кризиса, загрязнения окружающей среды и изменения климата?
2. Космическая солнечная энергия
Гигантские солнечные батареи, собирающие солнечную энергию в космосе и передающие ее обратно на Землю — это выглядит как сумасшедшая сцена из научно-фантастического фильма.
Концептуально разработанная российским ученым Константином Циолковским в 1920-х годах, идея космической солнечной энергетики осталась по большей части призрачной.
Но все меняется. Несколько месяцев назад Европейское космическое агентство объявило о своем плане финансирования космической солнечной энергетики как средства решения проблемы изменения климата путем продвижения производства зеленой энергии.
Солнечная энергетическая система космического базирования обеспечит чистой энергией всех и повсюду.
Космическая солнечная энергетика будет использовать концепцию беспроводного электричества. План заключается в преобразовании электричества от солнечных батарей в энергетические волны и использовании электромагнитного поля для передачи ниже, к антенне на поверхности Земли. Затем антенна преобразует волны обратно в электричество.
Благодаря нескольким преимуществам КСЭ — привлекательное решение надвигающегося энергетического кризиса, которое позволит генерировать больше энергии:
- В космосе всегда солнечный полдень. Земные солнечные батареи ограничены дневным светом и погодными условиями.
- Солнечные батареи могут получать более интенсивный солнечный свет из-за отсутствия препятствий со стороны атмосферных газов, облаков, пыли и других погодных явлений. Атмосфера Земли обычно поглощает и отражает обратно часть солнечного света.
- Спутник на солнечных батареях может освещаться круглосуточно и без выходных. В настоящее время солнечную энергию собирают на протяжение в среднем 29% дня.
- Питание может быстро перенаправляться в те области, которые нуждаются в нем больше всего.
Нет необходимости говорить о том, что КСЭ все еще сталкивается с многочисленными препятствиями, самым большим из которых являются затраты на запуск и развертывание огромных солнечных батарей. В настоящее время изучаются новые методы производства, такие как 3D-печать ультралегких солнечных батарей.
Беспроводное электричество: мечта Теслы и наша грядущая реальность
Используя огромный потенциал беспроводного электричества, наше поколение может обрести многое и ничего не потерять.
В предстоящие годы мы можем лишь надеяться на то, что нынешние усилия, направленные на реализацию этого грандиозного подвига, дадут положительные результаты. К сожалению, Никола Теслы, великого изобретателя, нет с нами рядом, чтобы он мог увидеть воплощение своей мечты. Я рад поделиться одной из знаменитых цитат Теслы, прекрасным источником вдохновения для начинающих ученых во всем мире:«Если вы хотите раскрыть секреты Вселенной, думайте о ней с точки зрения энергии, частоты и вибрации».
- Обучение профессии Data Science
- Обучение профессии Data Analyst
Другие профессии и курсы
ПРОФЕССИИ
- Профессия Веб-разработчик
- Профессия Java-разработчик
- Профессия Frontend-разработчик
- Профессия Этичный хакер
- Профессия C++ разработчик
- Профессия Разработчик игр на Unity
- Профессия iOS-разработчик с нуля
- Профессия Android-разработчик с нуля
КУРСЫ
- Курс «Python для веб-разработки»
- Продвинутый курс «Machine Learning Pro + Deep Learning»
- Курс по Machine Learning
- Курс «Математика и Machine Learning для Data Science»
- Курс по JavaScript
- Курс по аналитике данных
- Курс по DevOps
org/Article»>
Но в случае ЛЭП добавляются расходы на инфраструктуру ― обслуживание, безопасность, ремонт и другое. Тем самым беспроводная передача энергии с помощью микроволнового излучения в ряде случаев может заменить проводную. За безопасность работы системы будут отвечать лазеры с датчиками пересечения, которые будут автоматически отключать передачу энергии при попадании в зону канала передачи птиц, дронов, вертолётов или чего-то ещё. Но в целом разработчики предполагают создавать достаточно широкие в пространстве каналы передачи, чтобы плотность передаваемой энергии была не выше плотности энергии солнечного излучения в жаркий полдень на экваторе.Беспроводная энергия Теслы — Научный центр Теслы в Уорденклиффе
Спустя более века после его смерти открытие Теслы беспроводной энергии редко приписывают ему.
Томас Эдисон чаще ассоциируется с изобретением электричества; однако его эксперименты потерпели неудачу. Фактически, переменный ток Теслы оказался более надежным методом проведения электричества.
Вопреки теории, что для проведения электричества необходим контакт металла с металлом, Тесла успешно передавал токи через пластик на короткие расстояния с помощью магнитной индукции. Лаборатория Теслы в Уорденклиффе была его последним местом проведения экспериментов с 185-футовой башней с металлическими решетками, уходящими под землю. Сегодня образ, который приходит на ум, представляет собой электрические болты, отходящие от вершины башни, где катушки обмениваются электрическими токами.
Эксперименты Теслы по беспроводному питанию
В конце 19-го века Тесла работал над башней, исследуя передачу электричества с использованием радиочастотного резонанса для создания электрической энергии через две катушки для генерации токов высокого напряжения и высокой частоты. В его экспериментах использовались индуктивные и емкостные связи ближнего поля.
Индуктивность ближнего поля — это физический уровень беспроводной связи ближнего действия, который передает маломощное нераспространяющееся магнитное поле между устройствами. Емкостные связи передают энергию между двумя сетями, вытесняя токи, создаваемые электрическими полями.
Тесла устроил демонстрацию перед толпой, показывая, как лампы накаливания могут зажигаться без проводов, находясь рядом с катушкой. По мере продвижения своих исследований он тестировал передачу на большие расстояния с использованием LC-цепей.
Тесла продолжил свои исследования по разработке метода передачи на большие расстояния в высокогорном районе Колорадо-Спрингс. Его теория заключалась в том, что воздух низкого давления, присутствующий на высоте 30 000 футов, позволит передавать электроэнергию на гораздо большие расстояния. Он предположил, что может использовать всю планету для проведения электричества, посылая импульсы переменного тока в землю. Наши книги по истории на сегодняшний день не отражают, что ему удалось доказать эту теорию.
Тем не менее, он точно предсказал успех Интернета и сотовых телефонов, работающих на большие расстояния и беспроводную передачу данных. Он считал, что беспроводная передача может решить множество глобальных проблем, предоставив средства мгновенной связи, «будет сделан большой шаг к объединению и гармоничному существованию различных рас, населяющих земной шар».
Современные применения беспроводной технологии Теслы
Катушка Теслы все еще присутствует в некоторых наших телевизионных и радиоконструкциях, но не имеет большого практического применения. Однако его метод резонансной индуктивной связи применяется к нашим беспроводным системам ближнего действия.
На пороге предоставления бесплатной энергии для всех исследование Теслы было подавлено влиятельными людьми, которые не хотели, чтобы энергия стала бесплатным товаром. Банкиры отказали Тесле в финансировании, и его теория о передаче вируса по всему миру была осуждена; однако его исследования имели такое значение, что ФБР конфисковало их после его смерти.
Исследования Tesla в области беспроводного питания по-прежнему имеют потенциал для будущих инноваций, поскольку наша технология развивается, чтобы приспособиться к новой технологии искусственного интеллекта.
Сколько стоит зарядить Tesla?
Сколько стоит заправка автомобиля, работающего на газе?
Стоимость заправки газового автомобиля зависит от размера бензобака, а также от типа требуемого газа. Вы также будете платить больше за бензин в целом, если ваш автомобиль менее эффективен (это означает, что он проезжает меньшее расстояние на галлон бензина). По данным US News, мы объясним, сколько стоит заправка лучшего компактного автомобиля , роскошного автомобиля среднего размера, среднего внедорожника и компактного внедорожника в 2021 году.
Honda Civic
4-дверная Honda Civic 2022 года — это компактный автомобиль с топливным баком на 12,4 галлона. Он работает на обычном бензине (4,153 доллара за галлон в апреле 2022 года, по данным AAA), то есть заправка бака стоит около 51,50 доллара .
Honda Civic также довольно эффективна, расходуя около 36 миль на галлон (комбинированный город/шоссе), что обеспечивает запас хода в 446 миль. В целом, топливо стоит примерно 11,54 цента за милю для Honda Civic.
Мерседес-Бенц Е-Класс
Mercedes-Benz E350 4matic 2021 года — это роскошный автомобиль среднего размера с топливным баком на 17,4 галлона. В этом автомобиле используется премиальный бензин (4,838 доллара за галлон в апреле 2022 года, согласно AAA), который стоит около 84,18 доллара за заправку бака . Он путешествует со скоростью около 25 миль на галлон (комбинированный город / шоссе) и может проехать около 435 миль на одном баке. В целом для этого Mercedes-Benz топливо стоит около 19,35 центов за милю .
Kia Telluride
Kia Telluride AWD 2022 года — это внедорожник среднего размера с топливным баком на 18,8 галлона. Требуется обычный газ и стоит около 78,08 $ за заправку бака .
Этот автомобиль может проехать около 21 мили на галлон (комбинированный город / шоссе), что позволяет ему проехать около 395 миль на одном баке бензина. В целом, топливо стоит около 19,78 центов за милю для Kia Telluride.
Hyundai Tucson
Hyundai Tucson AWD 2022 года оснащен топливным баком на 14,3 галлона. Он использует обычный газ, то есть заправка бака стоит около 59,39 долларов. Этот автомобиль едет со скоростью около 26 миль на галлон (комбинированный город / шоссе), проезжая около 372 миль на одном баке бензина. В целом для Hyundai Tucson топливо стоит около 15,97 цента за милю .
| Марка и модель автомобиля | Стоимость заправки за милю (в центах) | Стоимость заправки бака |
|---|---|---|
| Honda Civic LX | 0,1154¢ | 51,50 $ |
| Mercedes Benz E350 | 0,1935¢ | 84,18 $ |
| Kia Telluride AWD | 0,1978¢ | 78,08 $ |
| Хендай Тусон | 0,1957 центов | 59,39 долларов |
В чем разница между электромобилем и автомобилем с ДВС?
Электромобили и автомобили с ДВС доставят вас туда, куда вам нужно, но есть несколько основных различий между ними.
Прежде всего, это источник их топлива. Как следует из названия, электромобили питаются от электричества, тогда как автомобили с ДВС работают на бензине, который сгорает внутри. Мы объясним плюсы и минусы электромобилей по сравнению с автомобилями, работающими на бензине, и обсудим, как некоторые популярные бренды различаются по первоначальной стоимости.
Плюсы и минусы электромобилей
Электромобили предлагают много преимуществ по сравнению с автомобилями с ДВС, но есть и некоторые недостатки, о которых вам следует знать. плюсы электромобилей включают:
- электромобили являются энергоэффективными: более высокий процент энергии, используемой для топлива электромобиля, преобразуется в полезную энергию.
- Электромобили сокращают выбросы: В отличие от автомобилей с ДВС, электромобили не выбрасывают углекислый газ напрямую в атмосферу. Однако, если вы не питаете их чистой энергией, источник электроэнергии, используемый для их подзарядки, может способствовать выбросам (хотя все же намного меньше, чем автомобиль с ДВС).
- Электромобили имеют более низкую стоимость владения: поскольку электромобили не имеют двигателя внутреннего сгорания, затраты на техническое обслуживание часто значительно ниже, чем у автомобилей с ДВС. В сочетании с экономией по сравнению с заправкой бензобака управлять электромобилем дешевле, чем сопоставимым автомобилем с ДВС.
Некоторые минусы электромобилей, на которые следует обратить внимание:
- Электромобили обычно не могут проехать так далеко: Аккумулятор электромобиля обычно необходимо перезарядить, прежде чем аналогичному транспортному средству с ДВС потребуется заправить бензобак.
- Электромобилям требуется больше времени для «заправки»: вы, вероятно, привыкли заправлять бензобак своего автомобиля всякий раз, когда он пуст — электромобили обычно требуют немного большего планирования. Даже с самым быстрым зарядным устройством для электромобилей вы должны ожидать, что зарядка займет около 15 минут. Однако, если у вас дома установлено зарядное устройство для электромобиля, вам определенно нужно будет меньше ездить к общественным зарядным устройствам!
- Электромобили обычно имеют более высокие первоначальные затраты: как мы объясняем ниже, вам может потребоваться заплатить больше за электромобиль, чем за автомобиль с ДВС (но в долгосрочной перспективе это может быть дешевле). Также возможно, что вам потребуется заменить аккумуляторные модули в вашем электромобиле в течение всего срока службы автомобиля, в зависимости от того, как часто вы его заряжаете и при какой температуре он хранится.
Даже с самым быстрым зарядным устройством для электромобилей вы должны ожидать, что зарядка займет около 15 минут. Однако, если у вас дома установлено зарядное устройство для электромобиля, вам определенно нужно будет меньше ездить к общественным зарядным устройствам!Если вы хотите узнать больше о плюсах и минусах электромобилей, обязательно ознакомьтесь с нашей статьей, в которой они описаны более подробно.
| Модель | Зарядка электромобиля | Зарядка ICE |
|---|---|---|
| Все модели Tesla | 4,56 цента | |
| Сопоставимые автомобили, работающие на газе | 16,66¢ | |
| Tesla Model 3 | 3,60 цента | |
| Honda Civic LX | 11,54¢ | |
| Tesla Model S | 4,52 цента | |
| Мерседес Бенц Е350 | 19,35¢ | |
| Tesla Model X | 5,21 цента | |
| Kia Telluride AWD | 19,78¢ | |
| Тесла Модель Y | 4,27 цента | |
| Hyundai Tucson | 15,97¢ |
Какова годовая стоимость вождения Tesla?
Если подсчитать среднее значение всех моделей Tesla, то будет стоить 614,51 доллара в год для зарядки .
Сопоставимые автомобили с газовым двигателем стоят в среднем 2245,10 долларов США на топливо в год. Таким образом, стоимость вождения Tesla примерно на 1631 доллар в год меньше, чем у автомобилей с бензиновым двигателем. Это рассчитывается с использованием средних цен на газ в США от AAA и цен на электроэнергию из общенациональных данных EnergySage по состоянию на апрель 2022 года, а также среднего расстояния, проезжаемого по данным Министерства транспорта (DOT) в 13 476 миль в год.
Первоначальные затраты на Tesla по сравнению с автомобилями, работающими на газе
Независимо от того, покупаете ли вы электромобиль или автомобиль с ДВС, автомобиль — это крупная инвестиция! Как мы уже говорили выше, электромобили обычно стоят дороже, чем аналогичные автомобили с ДВС, хотя это зависит от того, какой электромобиль и автомобиль с ДВС вы рассматриваете!
Tesla — очень популярные электромобили, представленные в четырех линейках: Model 3 , Model S , Model X и Model Y .
Чтобы обеспечить сравнение стоимости автомобилей Tesla и автомобилей с ДВС, мы составили список лучших автомобилей с ДВС в каждой сопоставимой категории автомобилей в 2021 году, согласно U.S. News.
| Категория автомобиля | Первоначальная стоимость Tesla в 2022 г. (до вычета налогов) | Первоначальная стоимость автомобиля с ДВС в 2022 г. |
|---|---|---|
| Компактный седан | Модель 3: 48 490 $ — 61 990 $ | Honda Civic: 22 350 $ — 28 950 $ |
| Седан класса люкс среднего размера | Модель S: 104 990–140 490 долл. США | Mercedes-Benz E-Class: 54 950–75 000 долл. США |
| Среднеразмерный внедорожник | Модель X: 120 490–144 490 долл. США | Kia Telluride: 33 090–42 990 долл. США |
| Компактный внедорожник | Модель Y: 64 990 — 67 990 долларов | Hyundai Tucson: 25 500 — 35 000 долларов |
Примечание: указаны диапазоны стоимости, поскольку каждое указанное транспортное средство представляет линейку продуктов с различной стоимостью.
Как правило, вы должны ожидать, что вам придется заплатить значительно больше авансом за Tesla, чем за аналогичный автомобиль с ДВС — взгляните на эту статью, чтобы получить разбивку первоначальных затрат на каждый продукт Tesla.
Как насчет поощрений за электромобили?
Если вы подумываете о покупке Tesla, вы, вероятно, слышали о квалифицированном налоговом кредите на автомобили с электроприводом, который дает право на налоговый кредит в размере 7500 долларов на недавно приобретенные электромобили. Однако во втором календарном квартале после того, как производитель продал 200 000 соответствующих требованиям электромобилей, налоговый кредит больше не предоставляется. В настоящее время Tesla продала более 200 000 автомобилей, поэтому ее электромобили больше не имеют этого поощрения . Однако, если согласование бюджета администрации Байдена пройдет, для всех, кто надеется приобрести Tesla, могут быть хорошие новости: законопроект предусматривает либо 8000 долларов (версия Палаты представителей), либо 10 000 долларов (версия Сената) в виде налоговых льгот для новых покупателей Tesla.
Даже если законопроект не будет принят, вы можете иметь право на государственные стимулы для электромобилей при покупке Tesla. Чтобы узнать больше о льготах на электромобили, предлагаемых в каждом штате, ознакомьтесь с этой статьей.
Электромобили и автомобили с ДВС: что в целом дешевле?
Сравнивать долгосрочные затраты на электромобили и автомобили с ДВС сложно и в значительной степени зависит от того, какой автомобиль вы выберете, но чего вы можете ожидать в целом? В июне 2021 года Министерство энергетики (DOE) провело исследование для сравнения стоимости жизненного цикла электромобилей и автомобилей с ДВС, включая типичные затраты на техническое обслуживание, связанные с каждым типом транспортного средства. В целом Министерство энергетики установило, что электромобиль стоит 6,1 цента за милю пробега, тогда как автомобиль с ДВС стоит 10,1 цента за милю пробега:0031 Разница в 4 цента ! Хотя это может показаться не таким уж большим, если учесть срок службы вашего автомобиля, это определенно складывается.
Допустим, вы проехали 200 000 миль за весь срок службы вашего автомобиля — это 8 000 долларов США, сэкономленных благодаря электромобилю . Если вы проедете 300 000 миль, это число увеличится до 12 000 долларов, что означает значительную экономию.
Как далеко может проехать Тесла на одном заряде?
Запас хода вашей Tesla будет зависеть от того, какая у вас модель: Model 3 преодолевает самое короткое расстояние — 267 миль, а Model S — самое длинное расстояние — 405 миль. По сравнению с транспортным средством с ДВС, Tesla, как правило, не может проехать так далеко, хотя некоторые продукты продаются в пределах 30 миль от сопоставимых автомобилей с ДВС.
Расстояние на одном заряде/полном баке, Tesla и сопоставимые автомобили
| Категория транспортного средства | Расстояние пробега Tesla (мили) | Расстояние пробега автомобиля с ДВС (мили) |
|---|---|---|
| Компактный седан | Модель 3: 267 миль | Honda Civic 4Dr 2022 года: 446 миль |
| Седан класса люкс среднего размера | Модель S: 405 миль | Mercedes-Benz E350 4matic 2021 г. : 435 миль |
| Среднеразмерный внедорожник | Модель X: 351 миля | Kia Telluride 2022 AWD: 395 миль |
| Компактный внедорожник | Модель Y Дальний пробег: 318 миль | Hyundai Tucson 2022 AWD: 372 мили |
Какие факторы влияют на стоимость зарядки Tesla?
Хотя зарядка Tesla почти всегда дешевле, чем заправка бензином автомобиля с ДВС, разница в цене будет зависеть от нескольких факторов. Мы объясним некоторые из основных вещей, которые следует учитывать, чтобы максимизировать ваши сбережения.
1. Ваш источник электроэнергии
Поскольку вы используете электричество для зарядки Tesla, неудивительно, что самым большим фактором, влияющим на стоимость зарядки, является ваш источник электроэнергии. Например, вы можете платить за стандартное предложение коммунальных услуг или выбрать альтернативу электроэнергии, такую как общественная солнечная энергия, объединение по выбору сообщества (CCA) или план экологически чистой электроэнергии (GPP).
Как правило, вы будете платить меньше в год за зарядку Tesla, если подпишетесь на Community Solar. Однако стандартное предложение вашей коммунальной службы может быть дешевле, чем CCA или GPP. Чтобы узнать больше о сравнении этих альтернативных источников электроэнергии, обязательно ознакомьтесь с этой статьей.
Если вы действительно хотите сэкономить, лучший способ зарядить свой Tesla — это солнечная система на крыше: как только вы оплатите свою систему, вы сможете заряжать ее бесплатно!
2. Размер аккумулятора вашего автомобиля Tesla
Неудивительно, что вы будете платить больше за заряд, если аккумулятор вашего автомобиля больше. Однако, в зависимости от диапазона вашего автомобиля Tesla, вы все равно можете платить меньше за милю с большой батареей, и вам также придется реже заряжать свой автомобиль.
3. Тип зарядного устройства, которое вы используете
Когда вы заряжаете аккумулятор вашего электромобиля, не вся энергия, которую вы используете, сохраняется в аккумуляторе: часть теряется в виде тепла, часть используется для поддержания температуры аккумулятора.
а некоторые ускользают как «потеря передачи» (это довольно технический процесс, поэтому мы не будем вдаваться в подробности). Уровень зарядного устройства, которое вы используете, может существенно повлиять на количество энергии, теряемой в виде тепла — зарядка с более высоким напряжением обычно означает меньшие потери энергии.
Например, зарядные устройства уровня 1 (стандартные зарядные устройства для электромобилей на 120 вольт) и зарядные устройства уровня 2 (стандартные домашние зарядные устройства для электромобилей на 208 или 240 вольт) должны преобразовывать электричество переменного тока (AC) из вашего дома в постоянный ток ( DC) электричество, которое может храниться в аккумуляторе вашего электромобиля. Это преобразование производит тепло, что приводит к потерям энергии. С другой стороны, зарядные устройства уровня 3 (зарядные устройства на 400 вольт, которые вы найдете на шоссе) обеспечивают электричество постоянного тока, поэтому потерь при преобразовании не возникает.
Согласно статье Car and Driver, зарядные устройства уровня 3 обычно имеют эффективность выше 9.0 процентов, тогда как зарядные устройства уровня 1 или уровня 2 обычно достигают около 85 процентов, а некоторые падают до 60 процентов в холодную погоду.
Стоимость зарядки также различается, если вы решите использовать один из нагнетателей Tesla.
В таблице ниже показана эффективность зарядки различных моделей Tesla с помощью зарядного устройства уровня 2 на 240 В. Эти цифры основаны на документах, поданных в EPA, в которых батареи перешли от нуля процентов к 100 процентам заряда — поскольку это представляет собой более драматичный сценарий, чем обычно, эти цифры считаются консервативными.
Эффективность зарядки модели Tesla
| Модель Tesla | Энергия, необходимая для зарядки батареи (кВтч) | Конечная зарядка батареи (кВтч) | Эффективность (в процентах) |
|---|---|---|---|
| Модель 3* | 62,263 кВтч | 54,689 кВтч | 86,20% |
| Модель 3 Long Range | 88,541 кВтч | 78,557 кВтч | 87,30% |
| Модель 3 Производительность | 94,242 кВтч | 80,818 кВтч | 83,40% |
| Модель S** | 118,366 кВтч | 103,892 кВтч | 86,10% |
| Модель S Плед | 116,344 кВтч | 99,287 кВтч | 82,80% |
| Модель X** | 118,418 кВтч | 103,669 кВтч | 85,8% |
| Модель X Plaid*** | 117,876 кВтч | 102,829 кВтч | 85,40% |
| Модель Y Long Range | 87,868 кВтч | 77,702 кВтч | 86,90% |
| Модель Y Performance | 92,213 кВтч | 81,052 кВтч | 86,20% |
* На основе модели Standard Plus 2021 года, ближайшей модели из списка EPA.
**На основе модели Long Range Plus 2021 года, ближайшей модели из списка EPA.
***На основе модели Performance 2021 года, ближайшей модели из списка EPA.
4. Где вы живете
Стоимость электроэнергии значительно различается по всей стране, поэтому место вашего проживания будет играть большую роль в том, сколько вы платите за зарядку своей Tesla (если только вы не заряжаете ее от солнечной энергии!). Основываясь на данных EIA о региональных расходах на электроэнергию за август 2021 г., вы можете рассчитывать на следующие расходы для зарядки Tesla в зависимости от того, где вы живете:
Региональные расходы на электроэнергию и стоимость зарядки Tesla за милю
| Регион | Стоимость электроэнергии на август 2021 г. (центы за кВтч) | Стоимость зарядки Tesla Model 3 за милю (центы) | Стоимость зарядки Tesla Model S за милю (центы) | Стоимость зарядки Tesla Model X за милю (центы) | Стоимость зарядки Tesla Model Y Long Range за милю (центы) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Новая Англия | 20,87 цента/кВтч | 4,87 цента | 6,10 цента | 7,04 цента | 9,0780 5,04 цента 90779 5,87 цента||
| Средняя Атлантика | 16,90 цента/кВтч | 3,94 цента | 4,94 цента | 5,70 цента | 4,67 цента | |
| Восток Север Центральный | 14,14 цента/кВтч | 3,30 цента | 4,13 цента | 4,77 цента | 3,91 цента | |
| Западный Северный Центральный | 13,32 цента/кВтч | 3,11 цента | 3,89 цента | 4,49 цента | 3,68 цента | |
| Южная Атлантика | 12,43 цента/кВтч | 2,90 цента | 3,63 цента | 4,19 цента | 3,43 цента | |
| Восток Юг Центральный | 12,01 цента/кВтч | 2,80 цента | 3,51 цента | 4,05 цента | 3,32 цента | |
| Запад Юг Центральный | 11,85 цента/кВтч | 2,76 цента | 3,46 цента | 4,00 цента | 3,27 цента | |
| Горный | 12,32 цента/кВтч | 2,87 цента | 3,60 цента | 4,16 цента | 3,40 цента | |
| Pacific Contigious | 19,58 цента/кВтч | 4,57 цента | 5,72 цента | 6,61 цента | 5,401 цента | 5,480 цента |
| Pacific Несмежные | 29,68 цента/кВтч | 6,92 цента | 8,67 цента | 10,01 цента | 8,9 цента0080 |
В целом вы, вероятно, заплатите больше всего, если живете в Тихоокеанском регионе, не граничащем с США, и меньше всего, если живете в западно-южно-центральном регионе США.
Также важно отметить, что больше энергии теряется в процесс зарядки, если вы живете в очень жарком или холодном климате — энергия будет использоваться для поддержания температуры батареи вашего Tesla при адекватной температуре, что приведет к снижению эффективности зарядки. Таким образом, умеренный климат лучше всего подходит для зарядки электромобилей.
5. Когда вы заряжаете свой Tesla
В зависимости от того, где вы живете, вы также можете платить больше за зарядку своего Tesla в определенное время дня. Некоторые коммунальные услуги имеют структуру тарифов, которая корректирует тариф, который вы платите за электроэнергию в течение дня или года, в зависимости от того, когда электроэнергия пользуется высоким спросом. Эти тарифные структуры, называемые меняющимися во времени тарифами, зависят от коммунального предприятия, но обычно взимают более высокую плату, когда стоимость производства электроэнергии и спрос на электроэнергию высоки, например, в середине дня в жаркий день.
Как правило, вы платите меньше за зарядку Tesla после того, как ложитесь спать, если вы живете в районе с такой структурой тарифов.
Часто задаваемые вопросы
Насколько увеличивается ваш ежемесячный счет за электроэнергию с Tesla?
Согласно данным Министерства транспорта (DOT) за 2018 год, средний водитель в США проезжает около 1100 миль каждый месяц. Для всех продуктов Tesla средняя стоимость зарядки за милю составляет 4,56 цента за милю. Таким образом, если вы заряжаете свою Tesla только дома, вы можете ожидать, что ваш счет за электроэнергию будет увеличиваться примерно на 50 долларов каждый месяц .
Сколько времени нужно, чтобы зарядить Tesla?
Если вы заряжаете свой Tesla дома, у вас, вероятно, есть зарядное устройство уровня 1 (120 вольт, стандартная розетка) или зарядное устройство уровня 2 (208 или 240 вольт). Вы должны ожидать, что зарядному устройству уровня 1 потребуется от 20 до 40 часов для зарядки Tesla, а зарядному устройству уровня 2 потребуется от 8 до 12 часов.
Если вы планируете заряжать свой Tesla в дороге на зарядной станции уровня 3, например, с помощью Tesla Supercharger, это, вероятно, займет от 20 до 30 минут. Чтобы узнать больше о зарядке Tesla, обязательно ознакомьтесь с нашей статьей о времени, которое требуется для зарядки различных моделей Tesla.
Как долго живут Tesla?
В твите 2019 года генеральный директор Tesla Илон Маск заявил, что линейка продуктов Model 3 «разработана как коммерческий грузовик для жизни в миллион миль». Однако, по его оценкам, нынешних аккумуляторов в транспортных средствах должно хватить на 300 000 и 500 000 миль , или примерно на 1500 циклов — количество полных зарядок. Предполагая, что вы следуете среднему показателю в США и проезжаете 13 200 миль в год, это означает, что вы можете ожидать, что ваша Tesla прослужит от 23 и 38 лет .
Нужно ли платить за зарядку Tesla?
В большинстве случаев зарядка Tesla платная .
Одно предостережение: если у вас есть модель S или модель X, которую вы приобрели в 2017 году или ранее, у вас может быть бесплатная наддув, но большинство владельцев Tesla должны платить сбор за наддув. Были также некоторые бесплатные кредиты Supercharging, ранее предоставленные Tesla для рефералов. Если у вас есть бесплатные мили Supercharging, они отобразятся в вашей учетной записи Tesla. Однако зарядка в пункте назначения обычно бесплатна.
Единственный способ «бесплатно» зарядить свой Tesla — это зарядить его от домашней солнечной панели.
Зарядите свой Tesla возобновляемой энергией, используя солнечную энергию с EnergySage!
Если вы хотите снизить затраты на зарядку Tesla, лучший способ сделать это — перейти на солнечную энергию! На EnergySage Marketplace вы можете сравнить до семи предложений от нашей сети предварительно проверенных установщиков, что позволит вам найти систему, соответствующую вашим потребностям, по правильной цене. Если вы планируете заряжать электромобиль у себя дома, обязательно сделайте пометку в своей учетной записи, чтобы установщики могли соответствующим образом подобрать размер вашей системы — таким образом, вы сможете питать свой автомобиль возобновляемой энергией, вырабатываемой прямо у вас дома.