SAS og Airbus går sammen om å utvikle hybridfly og elfly

[Trestein]

"Å bruke en lett stempelmotor med 50% virkningsgrad i et hybridsystem hadde fungert i et fly". Det er snart seksti år siden en gikk bort fra stempelmotorer og over til turboprop, turbojet og turbofan. Virkningsgraden for stempelmotorene kunne den gangen (slutten av femtitallet) komme opp mot 35% (DC 7), mot dagens beste turbofan på ca 40%. Grunnen til at man gikk bort fra .stempelmotorer er deres kompleksitet, manglende pålitelighet og ditto meget høye driftsomkostninger i forhold til gassturbiner (og i noen grad kravet på høyere hastigheter).

Å gå tilbake til stempelmotorer i hybridfly for kommersiell flyvning (fly som går titalls timer per dag) vil aldri skje!

Grunnen var nok at jetmotorer var mye lettere. Stempelmotorer har utviklet seg endel på 70 år.

 

Jeg sier ikke at det skjer men en jetmotor klarer 40% virkningsgrad mens en stempelmotor klarer 50%. Det er stor forskjell på fuel burn. På 10 MW blir det å gå fra 1680kg PR time til 2000kg PR time. Den kan gå på parafin,etanol eller metanol. I dag planlegges det å montere gassturbiner som driver generatorer inni flyet. Generatoren skal drive el motorer på vingene. Sikkert bra men vi har teknologi til å gjøre det bedre. Problemet er at det ikke finnes motorer som passer. Formel en motorer som går 12000 rpm er nok ikke godt egnet. Poenget er st klarer vi å lage en formel en motor med 50% virkningsgrad så kan vi klare å lage en større motor med lavere turtall og mindre spesifik ytelse med like god virkningsgrad. Om noen setter i gang å utvikler en slik motor aner jeg ikke. Men den vil kunne gi 15% lavere fuel burn enn en gassturbin.

[Ketill Jacobsen]

 

"Å bruke en lett stempelmotor med 50% virkningsgrad i et hybridsystem hadde fungert i et fly". Det er snart seksti år siden en gikk bort fra stempelmotorer og over til turboprop, turbojet og turbofan. Virkningsgraden for stempelmotorene kunne den gangen (slutten av femtitallet) komme opp mot 35% (DC 7), mot dagens beste turbofan på ca 40%. Grunnen til at man gikk bort fra .stempelmotorer er deres kompleksitet, manglende pålitelighet og ditto meget høye driftsomkostninger i forhold til gassturbiner (og i noen grad kravet på høyere hastigheter).

Å gå tilbake til stempelmotorer i hybridfly for kommersiell flyvning (fly som går titalls timer per dag) vil aldri skje!

Grunnen var nok at jetmotorer var mye lettere. Stempelmotorer har utviklet seg endel på 70 år.

 

Jeg sier ikke at det skjer men en jetmotor klarer 40% virkningsgrad mens en stempelmotor klarer 50%. Det er stor forskjell på fuel burn. På 10 MW blir det å gå fra 1680kg PR time til 2000kg PR time. Den kan gå på parafin,etanol eller metanol. I dag planlegges det å montere gassturbiner som driver generatorer inni flyet. Generatoren skal drive el motorer på vingene. Sikkert bra men vi har teknologi til å gjøre det bedre. Problemet er at det ikke finnes motorer som passer. Formel en motorer som går 12000 rpm er nok ikke godt egnet. Poenget er st klarer vi å lage en formel en motor med 50% virkningsgrad så kan vi klare å lage en større motor med lavere turtall og mindre spesifik ytelse med like god virkningsgrad. Om noen setter i gang å utvikler en slik motor aner jeg ikke. Men den vil kunne gi 15% lavere fuel burn enn en gassturbin.

Så vidt jeg vet så er F1-motoren en hybridmotor, slik at virkningsgraden på 50% inkluderer regenerering. Rolls-Royce forventer å nærme seg 60% virkningsgrad på sin neste generasjons motorer.

[Trestein]

Så vidt jeg vet så er F1-motoren en hybridmotor, slik at virkningsgraden på 50% inkluderer regenerering. Rolls-Royce forventer å nærme seg 60% virkningsgrad på sin neste generasjons motorer.

Jeg tror det er to litt ulike ting vi snakker om her. RR sine 60% er det man kaller combined cycle. Da lager man damp og driver en dampturbin av eksosgassen til turbinen. Det er også snakk om større turbiner med titalls MW.

 

Mercedes sin f1 motor har en turbo med motor/generator på akslingen. Når turboen gir for mye luft brukes generatoren til å lage strøm til el motoren. Dette tar mye energi ut av eksosen og motoren vil derfor ikke være svært egnet til å varme damp.

 

BMW lanserte at de ville bruke eksosenergi til å fordampe alkohol som skulle gi ekstra effekt til motoren. Det kom aldri i produksjon.

[Simen1]

"Å bruke en lett stempelmotor med 50% virkningsgrad i et hybridsystem hadde fungert i et fly". Det er snart seksti år siden en gikk bort fra stempelmotorer og over til turboprop, turbojet og turbofan. Virkningsgraden for stempelmotorene kunne den gangen (slutten av femtitallet) komme opp mot 35% (DC 7), mot dagens beste turbofan på ca 40%. Grunnen til at man gikk bort fra .stempelmotorer er deres kompleksitet, manglende pålitelighet og ditto meget høye driftsomkostninger i forhold til gassturbiner (og i noen grad kravet på høyere hastigheter).

 

 

Å gå tilbake til stempelmotorer i hybridfly for kommersiell flyvning (fly som går titalls timer per dag) vil aldri skje!

Turboprop og lignende er rimelig uktuelt å bruke til seriehybrid drift. Stempelmotor er nok det eneste fornuftige i en seiehybrid.

[KjeRogJør]

– Dersom batteriene hadde 30 ganger større energitetthet enn dagens batterier, ville flyet fortsatt kun vært i stand til å frakte halve nyttelasten en femte eller sjettedel av distansen dagens A320 klarer, sier hun.

 

Skulle likt å se dette regnestykket! Det viser hvor lang vei vi faktisk har. Ble nesten litt deprimert av å lese det.

 

Ja, en "ned på jorden" opplevelse.

[Rudde]

Tja, nå har jo Elon Musk en BFR-løsning for de virkelig lange flyturene. Det er antydet å koste litt mer per sete, men da kommer man også jorda rundt på under en time.

 

 

Nå er det jo ennå usikkert hvor sterk konkurransen blir fra elfly på korte flyvninger og fra BFR på lange flyvninger, men det kan tenkes at markedet for tradisjonelle flyvninger krymper en god del.

 

Klimaregnskapet til BFR kontra vanlige fly har jeg ikke sett, så jeg antar det er negativt.

Jeg ønsker ikke gi inntrykk av at jeg tror dette hadde fungert om kritikken jeg nå kommer med ikke var en faktor, for det gjør jeg absolutt ikke.

 

Men jeg viste ikke at du anså metan som et rent drivstoff, da det er klimagasser som avfallsstoffer. Hvordan har du kommet til konklusjonen at dette er et godt alternativ for å bekjempe utslipp av klimagassene?

[Simen1]

Klimaregnskapet til BFR kontra vanlige fly har jeg ikke sett, så jeg antar det er negativt.

Men jeg viste ikke at du anså metan som et rent drivstoff, da det er klimagasser som avfallsstoffer. Hvordan har du kommet til konklusjonen at dette er et godt alternativ for å bekjempe utslipp av klimagassene?

Negativt i betyningen ikke bra. Jeg tror BFR vil være negativt/dårlig for klimaet, men jeg har som sagt ikke noen tall å basere den antagelsen på, så jeg vil gjerne ha innspill fra noen som har regnet på det eller lest seg opp.

[Ketill Jacobsen]

 

Så vidt jeg vet så er F1-motoren en hybridmotor, slik at virkningsgraden på 50% inkluderer regenerering. Rolls-Royce forventer å nærme seg 60% virkningsgrad på sin neste generasjons motorer.

Jeg tror det er to litt ulike ting vi snakker om her. RR sine 60% er det man kaller combined cycle. Da lager man damp og driver en dampturbin av eksosgassen til turbinen. Det er også snakk om større turbiner med titalls MW.

 

Mercedes sin f1 motor har en turbo med motor/generator på akslingen. Når turboen gir for mye luft brukes generatoren til å lage strøm til el motoren. Dette tar mye energi ut av eksosen og motoren vil derfor ikke være svært egnet til å varme damp.

 

BMW lanserte at de ville bruke eksosenergi til å fordampe alkohol som skulle gi ekstra effekt til motoren. Det kom aldri i produksjon.

Jeg snakker Rollls-Royce neste generasjon turbofanmotorer! Ellers så har ombygde turbofsamotorer som trekker trekker gerneratorer høyere virkningsgrad enn sine flymotorsøsken (selve vifta er ca 90% effektiv og den faller bort o generatoranvendelser).

 

 

Til Simen1: At ikke stempelmotorer vil komme i hybridfly, støttes av det faktum at alle hybridflyprosjekter er basert på gassturbiner (eller brenselsceller). For småfly til privatbruk kan det stille seg annerledes.

[Trestein]

Jeg snakker Rollls-Royce neste generasjon turbofanmotorer! Ellers så har ombygde turbofsamotorer som trekker trekker gerneratorer høyere virkningsgrad enn sine flymotorsøsken (selve vifta er ca 90% effektiv og den faller bort o generatoranvendelser).

Til Simen1: At ikke stempelmotorer vil komme i hybridfly, støttes av det faktum at alle hybridflyprosjekter er basert på gassturbiner (eller brenselsceller). For småfly til privatbruk kan det stille seg annerledes.

Jeg kan ikke uttale meg om fly virkningsgrader. Jeg snakker om hva man putter inn i turbinen og hva som kommer ut på generatorklemmene. 60% virkningsgrad er en heat rate på 6000Kj PR kWh el. De beste generatoren jeg har hørt om er på litt under 7000kJ/kWh el.

[Valotunk]

Jeg tenker de kan lade når de er på bakken under taxing og avlasting lasting av passasjerer. Hvis det er 8 fly som jeg antar i innlegget over så er det tre turer t/r hver dag så flytiden per dag er under seks timer. Oslo-Bergen er vel under 1 time i luften. Atten timer på bakken hvor det kan lades. 

 

 

 

Fly som står på bakken tjener ikke penger. Og der er ikke slik at samme fly flyr samme strekning frem og tilbake hele dagen. 

Hvert fly benyttes i et nettverk av ruter og de fleste større flyselskap har i dag et bakkeopphold på kortdistanseruter på 20-30 minutter. Da blir det ikke mye tid til lading. 

[JUL]

Fly som står på bakken tjener ikke penger. Og der er ikke slik at samme fly flyr samme strekning frem og tilbake hele dagen. 

Hvert fly benyttes i et nettverk av ruter og de fleste større flyselskap har i dag et bakkeopphold på kortdistanseruter på 20-30 minutter. Da blir det ikke mye tid til lading. 

Imponerende. Jeg trodde det ville ta lenger tid med tømming og fylling av 180 passasjerer og bagasje. I tillegg til rengjøring av flyet i tidsrommet mellom ferdig avstigning og påbegynt påstigning. Så har vi taxing og venting på klar rullebane. Overraskende at de klarer dette på under en halvtime, men en del av oppgavene skjer samtidig så det kan vel være mulig. 

 

Da vil man ikke trenge like mange fly som jeg beskrev i mitt opprinnelige svar (8 fly) på strekningen. Det vil gjøre det billigere med elfly på strekningen.

Nå tar eksempelet mitt kun for seg Oslo-Bergen, men flyet kan brukes på andre strekninger med omtrent samme lengde også.

Trondheim-Oslo

Stavanger-Oslo

Kristiansand-Oslo

Arlanda-Oslo

Stavanger har omtrent samme avstand, Kristiansand litt kortere. Mens Arlanda og Trondheim er litt lenger. Det finnes sikkert 20+ andre ruter flyet kan brukes på i Norge. Det skulle være enkelt å dimensjonere batteripakke etter aktuelle avstander.

 

En halvtimes lading på 2C (eks Ioniq) gir nok kapasitet til å fly strekningen Oslo-Bergen kontinuerlig med halvtimes ladestopp. Siden man i eksempelet kun bruker 50 % av kapasitet hver tur (pga. sikkerhetsfaktoren). Eksempelet tar her ikke hensyn til ladehastighet går tregere når fyllingsgraden på batteriet tiltar. Kan løses ved å velge spesialiserte batterier eller legge på 20% kapasitet.

[Valotunk]

Men så flyr heller ikke samme fly kun korte ruter innen Norge i løpet av sin "arbeidsdag".

Et fly kan gjerne starte i Stavanger, fly til Oslo for så å fortsette til København, London, Amsterdam eller enda lengre ut i Europa. 

 

Så jeg ser på bakketiden for større fly som svært kort til at det skal kunne oppnås tilstrekkelig lading. 

 

En annen løsning ville vært utbyttbare batteripakker. 

[JUL]

Jeg er enig at fly i dag sikkert varier sine reiseruter og ikke flyr samme distanse t/r hele dagen. Samtidig tror jeg ikke dette skal være et stor utfordring å løse. Flytyper i dag har også varierende rekkevidde, og brukes på ruter der de er best egnet. Små Widerøfly i nord Norge, 737 mellom de store byene og max fly for Europa/verden. Du vil få tilsvarende sortering med elfly (etter passasjerkapasitet og batteristørrelse/rekkevidde). Fleksibiliteten vil dårligere, men for alle reiser med tilsvarende avstander som nevnt over burde det være mulig.

 

Jeg antar at man i dag vet i god tid hvilke fly som skal brukes på hvilken rute.

[Trestein]

Om man hurtigladere 10MW flybatteri etter 45 min i en halvtime med 20MW vil man få svært mange ladesykluser PR dag om flyene skal utnyttes godt. Hvor mange 80% sykluser tåler et slikt batteri?

[Simen1]

For å gjøre en liten uformell statistisk analyse på fordelingen av reiseavstand kan dere vel bare velge ut 100 tilfeldige fly på flight24, fra ulike steder på jorda og måle opp luftlinje-avstand på disse flightene? Om ikke veldig nøyaktig så bør man kunne få en grov oversikt over normale reiseavstander.

 

Om man hurtigladere 10MW flybatteri etter 45 min i en halvtime med 20MW vil man få svært mange ladesykluser PR dag om flyene skal utnyttes godt. Hvor mange 80% sykluser tåler et slikt batteri?

Det er ikke gunstig at batteriene ikke "brukes opp" i løpet av sin levetid. Elbiler som avgår med døden som utrangert etter 20 år og 50 000 km har ikke gjort den nytten den burde i løpet av 20 år. De bør brukes maksimalt. Akkurat det samme med fly.

 

Det sagt så tror jeg batteribytte passer kortdistanse-flybransjen bedre enn hurtiglading.

[JUL]

Om man hurtigladere 10MW flybatteri etter 45 min i en halvtime med 20MW vil man få svært mange ladesykluser PR dag om flyene skal utnyttes godt. Hvor mange 80% sykluser tåler et slikt batteri?

I mitt eksempel brukte jeg 8 fly for å dekke de 25 flyturene mellom Oslo-Bergen. Valotunk mente at at dette kun gjøres enda mer effektivt og at man dermed ikke trengte like mange elektriske fly for å betjene denne strekningen.

 

La oss si at seks fly dekker strekningen. De gjør da 8 flyturer hver dag. De må da lades med 8 ganger, med 4 sykluser per dag (50% for hver tur).

 

Batterilevetiden er fra 1500-10000 sykluser avhengig av type,temperatur og lademåte.

 

Batterien må da byttes hvert år i nedre tilfellet eller hvert 7. år i øverste tilfelle.

 

Det vil da ha erstattet  2,92 millioner liter flydrivstoff med ett år levetid og 20 millioner med 7 års levetid. Dette er for ett fly som kjører Oslo-bergen t/r 4 ganger om dagen med forbruk på 2000 l per tur.

 

Ellers fant jeg dagsaktuell artikkel om temaet i dagbladet nå.

 

https://www.dagbladet.no/nyheter/vil-fore-elbil-suksessen-til-himmels/71095877

 

"- For allerede i neste stortingsperiode vil kommersielle elfly med passasjerer være i drift. Siemens sier de kan fly 1000 km med 100 passasjerer i 2030. Widerøe er på ballen og veldig interesserte."

 

"Norge har et unikt nettverk av nærmere 50 lufthavner og et etablert marked for korte flygninger med små fly. 20 av dagens strekninger er kortere enn 170 km, opplyser Mosvold Larsen."

[Reeve]

Grunnen var nok at jetmotorer var mye lettere. Stempelmotorer har utviklet seg endel på 70 år.

 

Jeg sier ikke at det skjer men en jetmotor klarer 40% virkningsgrad mens en stempelmotor klarer 50%. Det er stor forskjell på fuel burn. På 10 MW blir det å gå fra 1680kg PR time til 2000kg PR time. Den kan gå på parafin,etanol eller metanol. I dag planlegges det å montere gassturbiner som driver generatorer inni flyet. Generatoren skal drive el motorer på vingene. Sikkert bra men vi har teknologi til å gjøre det bedre. Problemet er at det ikke finnes motorer som passer. Formel en motorer som går 12000 rpm er nok ikke godt egnet. Poenget er st klarer vi å lage en formel en motor med 50% virkningsgrad så kan vi klare å lage en større motor med lavere turtall og mindre spesifik ytelse med like god virkningsgrad. Om noen setter i gang å utvikler en slik motor aner jeg ikke. Men den vil kunne gi 15% lavere fuel burn enn en gassturbin.

Sist jeg sjekket flymotorer, så var turbinmotoren mer effektiv enn fly-godkjente stempelmotorer. Det som er langt viktigere innenfor luftfart, er driftssikkerhet. Jeg er usikker på hvorfor, men turbinmotorer er langt mer driftssikre enn stempelmotorer.

[Gjest mrpc]

Kan jo la de slepe en høyspentledning etter seg, trur det er mer sannsynlig at det blir bygd ut høyhastighets maglev baner og lignende enn at store interkontinentale fly vil bli drevet av batterier.

[Trestein]

Sist jeg sjekket flymotorer, så var turbinmotoren mer effektiv enn fly-godkjente stempelmotorer. Det som er langt viktigere innenfor luftfart, er driftssikkerhet. Jeg er usikker på hvorfor, men turbinmotorer er langt mer driftssikre enn stempelmotorer.

Mange av de store flymotorene har mindre enn ett stopp pr 100 000 driftstime. Det sammen med lav vekt har nok utkonkurrert stempelmotoren til fly. Det gikk imidlertid 30 år før jet motorer klarte å få tilsvarende driftsøkonomi. Dette har nok litt med kruse høyde å gjøre også.

 

Det finnes trolig ingen stempelmotorer som kan konkurrere med gassturbiner i effektområdet 1-5 MW. Da må det lages og sertifiseres.