Sähköpyöräkokeiluja ja energialaskelmia
Hankin käytettynä huutonetistä (pysty-)sähköpyörän tarkoituksella tutustua moottoriin, akustoon ja ajoenergiaan liittyviin mittauksiin.
Pyörä on käytetty, ja se saattaa olla jopa vuodelta 2003, koska akkulaturissa on päiväys 2003 10. Niukan käyttöohjevihkosen mukaan akusto on Panasonicin 36V 14 Ah, moottori 250 W takanavassa, ei valmistajan merkintöjä, koko pyörän paino akkuineen 40 kg. Ei vaihteita. Etuvannejarru, takajarru moottorin kyljessä. Pedelec-säädin siten, että avustus lakkaa 24 km/h nopeudessa, tai jarrutettaessa, tai kun ei poljeta. Avustusta 0 km/h nopeudesta alkaen, kun polkee. Ei kaasukahvaa.
Kuvia tullee myöhemmin.
Valmistaja Klaus Hofmann, sivusto http://www.elektrisches-fahrrad.de ei toiminnassa.
Kumit kiinalaiset, luultavasti alkuperäiset, vain vähän kuluneet. Vanteet 24 tuumaa.
Ilmaan nostettaessa takapyörä pyörii aika herkästi olipa moottorissa virtaa tai ei, eli siitä päättelisin, että on harjaton (?). Moottorin ääni vähäinen, kiihdytettäessä ulisee vaimeasti kuin ratikka .
Aiemman omistajan mukaan pyörällä pääsee Helsingin seudulla noin 30 km yhdellä latauksella (ajaja + pyörä kokonaismassa arviolta 110 kg työmatkavarusteissa).
Kuinka pitkälle pääsee yhdellä latauksella?
Ajaja vaatteineen ja varusteineen painaa noin 80 kg + pyörä 40 kg= 120 kg.
Kumit aika löysiksi pumpatut (peukalolla painuivat selvästi).
Tuuli heikkoa, lämpötila arviolta 15 astetta.
Akku ladattu niin, että laturi näytti vihreää valoa. 220 voltin Lidlistä hankittu halpa energiamittari näytti silti 14 watin ottotehoa verkosta laturiin (0.060 A , 228 V).
Ajoin tämän lenkin, 17.7 km, noin 65 minuutissa [korjaus: 54 minuutissa] rauhallisesti, polkien tasaiseen nopeuteen pyrkien siten, että ylämäessäkin vauhti säilyisi kohtuullisesti (ei sykemittaria mukana tällä kertaa).
lenkki Tapiola-Munkkivuori ((näet linkin kartan myös ilmavalokuvana napsuttamalla oikeaa ylänurkkaa)
Lenkin korkeusprofiili näkyy ko. linkissä, ja pienennetty kopio tässä:
Nousuja yhteensä 211 metriä.
Lenkin jälkeen irrotin akun ja kiinnitin sen laturiin ja laturin ja verkon väliin Lidlin energiamittarin.
Energiamittari näytti aluksi verkosta otettua jännitettä 228 volttia ja virtaa 0.60 ampeeria.
110 minuutin latauksen jälkeen laturi ilmoitti akun olevan täynnä (vihreä valo syttyi).
Energiamittari näytti tällöin verkosta otetun 0.10 kwh (näyttö 2 desimaalin tarkkuudella).
Latausta jatkettiin silti vielä 2 tuntia, mutta verkosta siirtyi vain 0.01 kwh lisää, ja
verkosta otettiin lopussa 0.055 ampeeria (@228V).
Koska laturi käyttää osan verkosta ottamastaan energiasta itse lämmöksi, niin akkuun
siirtyi siis VÄHEMPI kuin 0.11 kwh energiaa (= 110 wattituntia).
Akuston teoreettinen kapasiteetti on 36 V 14 Ah eli 0.504 kilowattituntia (= 504 wattituntia), mikä saavutettaneen uusilla kunnossa olevilla akuilla hitaasti purettaessa. Nopeammin purettaessa kapasiteetti voi olla jopa alle puolet tästä. (Esimerkki Bilteman lyijyakun kapasiteetista kertoo, että 12 ampeeritunnin akun nimelliskapasiteetti voikin olla vain 4.32 Ah tai 5.4 Ah, jos puretaan nopeasti).
Koeajossa tunnin aikana purettiin akusta ENINTÄÄN 110 wattituntia (eli 36 voltilla enintään 3.0 ampeerituntia). Tämä olisi vain 100* 110wh/504wh % = 22 % akun kapasiteetista.
Tämä merkitsisi, että tyhjiin ajettaessa akusto antaisi virtaa ajoon 17.7 km * 504wh/110wh = 81 km !
Koska ladattu energiamäärä oli arvioitu verkosta otetun energian mukaan yläkanttiin, niin ehkä todellisuudessa pääsisi tällä tavoin tämmöisessä maastossa ajaen yli 100 km?
Jotain on edelläkuvatussa ajatuksenjuoksussa outoa verrattaessa matkoja 81 km - 100 km myyjän kertomaan arvioon 30 km. Vastaus selvinnee ajamalla paljon pidempi koeajo.
Nousut 211 metriä pystysuoraan suuntaan vaativat energiaa 120 kg:n massalta kaavan E = mgh mukaan 253200 joulea eli 70 wattituntia. (1wattitunti = 3600 joulea). Pysähtymisiä ja niiden takia jälleenkiihdyttämisä oli vähän. Lämpimästä pukeutumisesta huolimatta ei tullut edes hiki. Oikein odotti tilaisuuksia päästä ylämäkiin, kun moottorin apu aina yllätti iloisesti.
Kun lyijyakun kapasiteetti voi rajulla käyttötavalla olla alle puolet hellään käyttötapaan verrattuna ja moottorin hyötysuhde pudota puolikkaaseen hitailla kierroksilla, niin saattaisi olla mahdollista, että yksi pääsee samalla laitteistolla 120 km ja toinen (1/2) *(1/2) * 120 km = 30 km (?) Uudenmaan alueilla, vaikka molemmat pyrkivät käyttämään keskimäärin saman verran omaa energiaa. Erot syntyvät energioiden annostelutavoista?
Voi tietysti ilmetä, että kun tästä lähden pidempään koeajoon, niin onkin korjattava näitä arveluja punastellen .