Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Wynalazek dotyczy systemu zasilania samochodów elektrycznych i hybrydowych: osobowych, autobusów, ciężarowych w trakcie jazdy po drogach dla samochodów. Dzięki wynalazkowi eliminujemy konieczność postoju na czas ładowania akumulatorów. Zasięg jazdy jest nieograniczony na drogach wyposażonych w górną siec trakcyjną. Możemy zmniejszyć ciężar akumulatorów w samochodzie. Zmniejszamy także (ok. 20%) zużycie energii elektrycznej potrzebnej na przejazd (mniejsze opory ruchu jazdy w konwoju). Zwiększamy przepustowość drogi i możliwe jest skrócenie czasu podróży przez eliminację zatorów. Wynalazek ułatwi  elektryfikacji transportu tranzytowego ciężarowego oraz pozwoli na obniżenie kosztów eksploatacji samochodów elektrycznych i kosztów inwestycyjnych infrastruktury drogowej. Wynalazek wpisuje się w priorytetowy rządowy program elektromobilności.

Istota wynalazku

Celem wynalazku jest uzyskanie rozwiązania zasilania i doładowywania zasobników energii (akumulatorów) samochodów elektrycznych i hybrydowych w trakcie jazdy Dotychczas testowane systemy zasilania bezprzewodowego są bardzo kosztowne i niezbyt efektywne (transfer niewielkich ilości energii przy niskiej sprawności). Z kolei system zasilania z sieci trakcyjnej testowany przez firmę Siemens w Szwecji i USA umożliwia zasilanie jedynie ciężarówek i autobusów.
   Istotą proponowanego wynalazku-systemu umożliwiającego zasilanie również samochodów osobowych są:
1 - zastosowanie zasilającej sieci trakcyjnej nad pasem drogi (podobnej do sieci dla trolejbusów),
2 - zastosowanie elektrycznych/hybrydowych pojazdów ciężarowych lub autobusów (ewentualnie autonomicznych pojazdów) jako Pilotów Konwoju. Są one wyposażone w podwójne pantografy i tylne automatyczne sprzęgi elektryczne oraz komputer sterujący jazdą Konwoju,
3 - pozostałe samochody elektryczne/hybrydowe wyposażone są w sprzęgi elektryczne, automatyczne sterowanie i bezprzewodową łączność.
   Odpowiednio wyposażone samochody będą się poruszały po wydzielonym pasie ruchu połączone ze sobą sprzęgami elektrycznymi w Konwojach z pojazdem-Pilotem na czele. Będą one korzystały z zasilania z sieci trakcyjnej dzięki pantografom zamontowanym na Pilocie, lecz nie będą przez niego holowane, a każdy samochód poruszać się będzie dzięki własnemu napędowi. Samochód elektryczny może dołączyć do końca jadącego Konwoju za pomocą sprzęgu elektrycznego w dowolnym miejscu drogi w trakcie jazdy (konwój nie musi w tym czasie zwalniać). Dostarczana przez przez sprzęg elektryczny energia wykorzystywana jest zarówno do napędu pojazdu jak i doładowania akumulatora. W trakcie dołączania do Konwoju, wspólnej jazdy i rozłączania samochody muszą być sterowane automatycznie. Dowolny samochód (oprócz Pilota) może w trakcie jazdy opuścić Konwój i zjechać z drogi szybkiego ruchu. Proces ten trwać będzie kilkanaście sekund. Prędkość jazdy zależna jest od sytuacji na drodze, a maksymalna prędkość zależna jest od samochodu Pilota. Możliwe będzie poruszanie się Konwoju z prędkością rzędu 100 km/h z pojazdem ciężarowym/autobusem jako Pilotem. Jazda z większą prędkością (nawet do 160 km/h) wymagać będzie  stosowania specjalnego pojazdu jako Pilota.
   Zalety proponowanego systemu zasilania w trakcie jazdy to: eliminacja przerw podczas jazdy na ładowanie akumulatorów, eliminacja strat energii w procesie  wielokrotnego ładowania i rozładowania akumulatorów i wydłużenie żywotności akumulatorów, możliwość zmniejszenia wymaganej pojemności akumulatorów, zmniejszenie zużycia energii podczas jazdy w konwoju (niższe opory ruchu o ok 20%) w stosunku do jazdy indywidualnej, zachowanie pełnej elastyczności samochodu jako środka transportu, kilkukrotne zwiększenie przepustowości pasa drogi. Istnieje możliwość dopasowania skali inwestycji do natężenia ruchu - budowy sieci etapami. W pierwszej fazie można użytkować system z wykonanymi kilkukilometrowymi odcinkami z siecią trakcyjną co kilkanaście kilometrów drogi przy zapewnieniu pełnego pokrycia potrzeb energetycznych samochodów (szacunkowo pokrycie siecią trakcyjną powinno wynosić minimum 25-30% trasy) . Odłączanie i dołączanie pantografów do sieci następuje automatycznie podczas jazdy.
   Inne, konkurencyjne wobec proponowanego w wynalazku rozwiązania np. bezprzewodowe ładowanie jadących samochodów wymaga wykonania instalacji pod drogą, jest ono 3 do 4 razy droższe, a straty energii podczas bezprzewodowego przesyłania jej do samochodu wynoszą ponad 10%.   Dla porównania straty energii w transmisji miedzy siecią zasilającą a samochodem w proponowanym systemie wynoszą poniżej 0,5%.

Potencjał komercjalizacji

Aktualnie stosowane technologie i produkowane elementy  umożliwiają budowę proponowanego w wynalazku systemu. System ten po przetestowaniu na odcinku prototypowym może być wykonywany i wdrażany na drogach na całym świecie (np. Niemczech planowana jest budowa sieci trakcyjnej do zasilania tylko pojazdów ciężarowych na długości 3000 km autostrad w ciągu kilkunastu lat). Przy początkowym mniejszym natężeniu ruchu samochodów elektrycznych możliwe jest budowanie odcinków z przerwami.  Polskie firmy mają duże doświadczenie w budowie sieci trakcyjnych kolejowych.
   Wdrożeniem proponowanego systemu powinny być zainteresowani:
- władze państwowe (realizacja programu elektromobilności),
- dostawcy energii elektrycznej ze względu na większą sprzedaż energii,
- firmy budujące sieci trakcyjne i systemy zasilania,
- firmy transportowe ze względu na niższe koszty transportu,
- producenci samochodów elektrycznych ze względu na większy popyt,
- producenci osprzętu elektromechanicznego oraz miedzi i osprzętu sieciowego.