In Australië heeft onlangs een interessant experiment plaatsgevonden. Men nam een Tesla Model S en ging deze op met een dieselgenerator. Men ging hiermee vervolgens honderd kilometer rijden. Dat ritje maakte men ook met een middenklasse dieselauto. En het resultaat? Dat zal je verrassen.
Experiment: elektrisch versus diesel
In Australië, waar je met name in de ‘outback’ lang niet zo veel oplaadmogelijk hebt, zou je een elektrische auto als alternatief ook kunnen opladen met een generator of diesel. De vraag is natuurlijk, of dat nog wel redelijk efficiënt verloopt. Dat bracht een paar mensen op een leuk idee voor een experiment. Een aantal Tesla-bestuurders van de Tesla Owners Club Western Australia en de Australian Electric Vehicle Association laadden een Tesla Model S P85D op met een dieselgenerator. Daarnaast regelden ze een Volvo V40 D4 met tweeliter dieselmotor om de brandstofefficiëntie van te vergelijken.
Laden en tanken met diesel
De eerste stap van het experiment werd de Tesla direct via de generator opgeladen via de AC-aansluiting. De tank van de generator werd voor en na het laden tot de rand gevuld. De bijgevulde brandstof werd zo nauwkeurig mogelijk gemeten. De accu van de auto werd dus opgeladen met 18 kWh. Dat is genoeg om minstens 100 kilometer af te leggen. De Tesla moet het tijdens die rit opnemen tegen een aanzienlijk kleinere, en lichtere auto. De Volvo V40 weegt 700 kilo minder dan de Model S. Hij heeft bovendien ook een veel lager vermogen. De Tesla Model S maakte de rit in de ‘Insane’ modus. Die kan als het moet dus nog veel zuiniger rijden. Voor de rit werd ook de tank van de Volvo V40 volledig gevuld.
De rit
De volgende stap was de rit. Beide auto’s legden hetzelfde parcours van ongeveer 100 kilometer af onder zo gelijk mogelijke verkeersomstandigheden. Het parcours, waar de verkeersdrukte die dag weinig problemen opleverde, bestond deels uit snelweg en stadsverkeer. Omdat het weer op de dag van het experiment droog en warm was volgens het bijbehorende YouTube-video, hebben de hobbywetenschappers de airconditioning in beide auto’s aangezet.
Meten
Na de rit werd de Volvo bijgevuld tot precies hetzelfde niveau als voor het vertrek. Op die manier kon het brandstofverbruik behoorlijk precies worden gemeten. Uiteraard werd er ook identieke brandstof gebruikt.
En dan de verrassing
Hoewel je zou denken dat de Volvo de meest voordelige uitgangssituatie zou hebben, bleek de Tesla Model S zuiniger. Om die 18 kWh aan elektriciteit te produceren, verbruikte de dieselgenerator 4,46 liter diesel. Hiermee reed de Tesla een afstand van 104,6 kilometer. De Volvo reed dezelfde afstand onder dezelfde omstandigheden en verbruikte 4,8 liter diesel.
Hoewel de Volvo zijn op papier lage verbruik inderdaad bevestigde, bleek dat hij het af moest leggen tegen de beduidend zwaardere en krachtigere Tesla Model S. En dat is best een verrassing, aangezien de Tesla door een dieselgenerator werd opgeladen. Je zou zeggen dat een moderne auto met dieselmotor zuiniger zou zijn, maar dat is dus niet het geval.
Niet bepaald emissievrij
Uiteraard was het bovenstaande voor ons aanleiding om wat te gaan rekenen. Een liter diesel bevat ongeveer 10 kWh aan energie. Bij het opladen treedt een verlies op van ongeveer 15% maar dat doet hier niet ter zake. De generator verbruikte 10 x 4,46 = 44,6 kWh vermogen om 18 kWh te produceren. Daarbij treedt dus een verlies op van ongeveer 60% op. Maar ondanks dat had de Volvo meer energie nodig om dezelfde afstand af te leggen. Qua energie zou het dus redelijk verantwoord kunnen zijn om een elektrische auto op te laden met een dieselgenerator. Qua uitstoot is het uiteraard een heel ander verhaal want er is op deze manier natuurlijk geen sprake meer van emissievrij rijden.
Verrassend? Zo’n 50 jaar geleden zijn de spoorwegen op niet-gelektrificeerde trajecten overgestapt van diesel naar een diesel-elektrische aandrijflijn, onder meer om deze reden. In dit experiment is de test-tesla vergelijkbaar met een BEV met range-extender. In beide gevallen kan de dieselmotor draaien op een punt in de koppel-toerenkromme waar het rendement hoog ligt, terwijl dat bij de rijdende volvo minder het geval is. Bovendien wordt bij de tesla remenergie teruggewonnen. Het gewicht van de auto speelt daardoor slechts een kleine rol voor het netto-energieverbruik. De luchtweerstand van de volvo is wel aanzienlijk groter dan die van de tesla (ca 0.31 vs 0.24) en dat verhoogt het verbruik, met name op de snelweg. De verwachting is dus dat de diesel-elektrisch oplossing economischer zal zijn dan puur diesel, en de uitslag van dit experiment is daarmee niet echt verrassend. Maar leuk om aan te tonen is het wel.
Je kunt nog wel een kritische kanttekening plaatsen bij de schaal van dit experiment. Eén meting is geen meting zeggen we wel eens, Het verschil is minder dan 8%. Een behoorlijke meetonzekerheid zit in ieder geval in hoeveelheidsbepaling van de diesel (merk op dat de temperatuur van de diesel in tank niet gemeten is) en de state-of-charge bepaling. De conclusie dat het dieselverbuik bij de tesla echt lager ligt dan bij de volvo zou ik pas durven te trekken als we nog minstens 500 km verder zijn, maar dit kleinschalige experiment wijst in ieder geval wel in die richting.
de stroomgroep geeft ook warm water af, deze kan je gebruiken voor warm water te maken aan de woning of mee op uw cv zetten zodat deze energie niet verloren gaat. Dat zou dan het rendement verhogen daar nu de warmte niet benut wordt in het voorbeeld met de 2 wagens.
Vraag is de tesla heeft 2 motoren als aandrijving. Dus 1 motor aan de voorzijde en 1 motor aan de achterzijde. Kan de motor van de voorwielen voor aandrijving worden gebruikt. En de motor aan de achterzijde als generator worden gebruikt voor opwek van het accupakket. Waarom kan dit wel met zonnepanelen zoals bij de lightjear en niet met de motoren als aandrijf en generator.
Wat is het technische probleem
Gaarne reactie.
Volgens mij zou dat zo niet werken, omdat je altijd met de nodige verliezen te maken hebt. Bij een elektrische auto zorgen de motoren overigens sowieso al voor het terugwinnen van energie bij het afremmen/inhouden. Het aantal motoren verschilt overigens per type.
“de stroomgroep geeft ook warm water af” Juist. WKK is altijd goed. Maar in de winter wil je die warmte nu liefst in de wagen hebben. Een EV moet dan al een warmtepomp hebben om batterij en passagiers op temperatuur te houden, zonder teveel te verliezen. Maar je hebt een grote “hybride” gebouwd. Een goede hybride zou ook een deel van de rem-energie recupereren. Trouwens je verbruikt eigenlijk nooit “energie”, je laat exergie degraderen. 1 liter diesel staat meestal voor 4kWh exergie (elektriciteit). Klopt ook hier 18kWhe=4,46liter brandstof. Wie zegt dat een EV dus maar 1/2.5 primaire energie verbruikt tov ICE, telt foutief, want via energie. Het scheelt procenten, geen veelvouden. Mooie test trouwens.
Veel gemaakte rekenfout door EV apostelen. Bovenstaande oefening 4,8l/100km ICE, 4,46l voor EV. Maar die brandstof bij ICE is 48kWh energie, mijnheer, en er is maar 18kWh elek in EV nodig. Dus slechts 18/48 e primaire energie gebruikt. (Die 44,6kWh in de stroomgroep is buiten het voertuig, daar rekenen we dus niet mee). Echte winst EV is dus 4,46l versus 4,8l (wil je dat nu omrekenen naar 44,6 en 48kWh ex+anergie OK. Maar vergelijk niet 18kWh met 48 kWh.) De arbeiders zijn duur voor de maatschappij zei de parlementariër, ze hebben een veel groter brutoloon nodig dan ik, om hetzelfde te kopen. En elek van een steenkoolcentrale geeft minder CO2 uitstoot dan diesel, want je “verbruikt” maar 18/48e met een EV.
Voor alle duidelijkheid het is niet 18/48e !!! Het is 4,46/4,8 e, of 44,6/48e als je wil. Of zelfs 18/19,2e . Gebruik kWhe en Kwhw om de verschillende grootheden uit mekaar te houden (l, kWhw, kWhe) en neem de verhouding enkel van dezelfde grootheid. En als je stroom door een kolencentrale wordt opgewekt met 820gCO2/kWhe , dan is 44,6/48e daarvan (760gCO2) de evenredig veroorzaakte uitstoot, en dus groter dan de uitstoot van de ICE diesel. (2606gCO2/liter of ongeveer 650gCO2/kWhe, of 260gCO2/kWhw). En dan begint het well-to-tank verhaal voor de ICE, met een bijhorend CO2 surplus, alsof het gezuiverd en gemalen kolengruis vanzelf de brander in de centrale in vliegt.
Dank voor je uitgebreide reacties, Bernard! 👍
Jullie zijn in grote maten het rendement van de dieselmotor van de stroom generator aan het vergelijken met het rendement van de dieselmotor van de Volvo!! De dieselmotor van een stroomgroep / vrachtwagen /tractor is veel zuiniger dan van een auto. Bovendien draait die op een laag constant toerental (zoals reeds aangehaald) waardoor die heel zuinig is. De Tesla heeft in dit verhaal weinig te maken.
Aan Ad,
Als de motor vooraan voor de aandrijving zorgt, en de achterste motor tegelijk als generator. Da werkt gewoon niet he´.
Al het gene dat de achterse motor aan energie zou opwekken, moet de voorste motor extra aan vermogen leveren plus nog de extra rendements verliezen. Anders zou het te simpel zijn he´
Mijn grote verassing is maar 4,46 l diesel voor 18 kWh. 1l diesel is eenergie waarde 10kWh.Dus 1,8 l diesel. Rendement dieselmotor 0.36,dus 1.8 ÷0,36=5 liter diesel. Dan het rendement van de stroomgenerator 0.8 dus 5÷ 0,8=6,1 liter diesel in plaats van4,46. Dus stel ik hier ook al vragen bij!, Hier blijkt het een en het ander niet te kloppen
Eigenlijk wel een mooi experiment waar over geredeneerd kan worden!
Grootte ordes van omzetting kWhw (bvb uit brandstof) naar mechanische arbeid of elektriciteit (KWhe) zijn inderdaad wat je noemt bvb 36%, maar is maar een van de mogelijke waardes.(De gebruikte temperaturen geven de theoretische grootst mogelijke waarde volgens Carnot (thermodynamica 2e hoofdwet). In praktijk worden betere cijfers gehaald dan 36%: gemiddeld 5.34 KWhe/liter diesel voor trekkers. https://edepot.wur.nl/296456 . Statische diesels (zoals op schip, dieselgroep, of stookoliecentrale) kunnen mogelijks ietsje meer of minder halen. (inlaat-temperatuur versus verbrandings-temperatuur afhankelijk! Beter in de winter dan in de zomer.) Een kerncentrale heeft bvb een lagere omzetting wegens lagere temperatuur, een STIG centrale dan weer meer wegens de wit-gloeiende gasturbines. Eén KWhw is niet één KWhe, beide KWh? Jawel. 1kg goud is niet 1 kg lood, beide 1kg? Jawel. 1€ bruto loon is niet 1€ netto loon, Beide 1€? Jawel.
Nochtans kennen we intussen de omzetting van kWhe naar kWhw in de warmtepomp. De lage temperatuur leidt tot hoge COP waarden (4 tot zelfs 6 of meer). Ook daar is duidelijk dat kWhe en kWhw wel dezelfde eenheid gebruiken maar helemaal niet dezelfde grootheid zijn.