Πέμπτη 30 Αυγούστου 2018

Πόσο καθαρά είναι τα "καθαρά" αυτοκίνητα;

Πιθανότατα θα έχετε ακούσει για τα νέα ηλεκτρικά αυτοκίνητα που παρουσιάζονται και διαφημίζονται σαν «zero emissions» δηλαδή μηδενικών εκπομπών.
Είναι έτσι; Και ναι, και όχι!
Εξαρτάται από το πού μετράμε τις εκπομπές αυτές, των οποίων κύριος «εκπρόσωπος» είναι το Διοξείδιο του Άνθρακα (ΔτΑ), το οποίο παρότι δεν αποτελεί τυπικά "ρύπο" είναι το βασικό αέριο που προκαλεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου στο γήινο οικοσύστημα.

Γιατί τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μπορεί να μη ρυπαίνουν στο χώρο που κινούνται, αλλά τα εργοστάσια που παράγουν το ρεύμα με το οποίο φορτίζουν τις μπαταρίες τους (ανάλογα και με το καύσιμο που χρησιμοποιούν), "σχεδόν" σίγουρα ρυπαίνουν την περιοχή που είναι εγκατεστημένα.
Το "σχεδόν" μπαίνει για τις περιορισμένες προς το παρόν περιπτώσεις που η ηλεκτρική ενέργεια δεν προέρχεται (τουλάχιστον σε μεγάλο ποσοστό) από καύση άνθρακα, πετρελαίου ή φυσικού αερίου, αλλά από ανανεώσιμες πηγές υδραυλικής, ηλιακής, αιολικής κλπ ενέργειας, ακόμα και πυρηνικής!
Είναι γεγονός ότι η πυρηνική ενέργεια μπορεί να γίνει καταστροφική σε περίπτωση ατυχήματος όπως έχει δείξει η πρόσφατη εμπειρία, αλλά τα πυρηνικά εργοστάσια σε κανονική λειτουργία δεν εκπέμπουν καθόλου ΔτΑ, ούτε άλλους ρύπους!


Σχετικά πρόσφατα, έρευνα που γίνεται για τη χρήση πυρηνικής ενέργειας στην παραγωγή ηλεκτρισμού, με βασικό "καύσιμο" το βόριο, φαίνεται πολλά υποσχόμενη στο να λύσει τα τρία σημαντικότερα προβλήματα των κλασικών πυρηνικών σταθμών. Αυτό της διαθεσιμότητας του αρχικού ορυκτού, του κινδύνου μιας θερμικής έκρηξης, και της ακτινοβολίας/ αποθήκευσης/διάρκειας ζωής, των πυρηνικών καταλοίπων.

Η προβλεπόμενη ποσοστιαία εξέλιξη στις μονάδες ισχύος των ελαφρών οχημάτων, για την Καλιφόρνια. Είναι φανερό ότι τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου προβλέπεται να επικρατήσουν μακροχρόνια. Τα οχήματα αυτά είναι κατά βάση ηλεκτρικά, αλλά η πηγή ενέργειάς τους είναι το υδρογόνο, που συνδυάζεται με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος (είναι η αντίστροφη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης νερού).
Πηγή εικόνας: https://www.greencarcongress.com/2011/11/acc-20111118.html

Το πλεονέκτημα λοιπόν των ηλεκτρικών αυτοκινήτων δεν είναι τόσο ότι περιορίζουν σημαντικά* τις εκπομπές ΔτΑ και ρύπων, αλλά ότι τις μεταφέρουν εκτός των πόλεων.
Και μπορεί αυτή η μεταφορά να μην λύνει ουσιαστικά το παγκόσμιο πρόβλημα από το συγκεκριμένο αέριο, αλλά από την καύση των υδρογονανθράκων παράγονται και άλλα αέρια (ρύποι) που είναι δηλητηριώδη (το ΔτΑ δεν είναι), οπότε η μείωση της συγκέντρωσής τους στις πόλεις είναι πολύ σημαντική για την υγεία των κατοίκων τους.


* Να διευκρινιστεί εδώ, ότι παρόλο που η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας από τα θερμικά εργοστάσια παραγωγής στις πρίζες φόρτισης επιβαρύνεται με κάποιες απώλειες, ο βαθμός απόδοσης των μεγάλων εργοστασίων (50% τα σύγχρονα) είναι πολύ καλύτερος από των κινητήρων εσωτερικής καύσης των αυτοκινήτων (30%), καθώς τα εργοστάσια μπορούν να αξιοποιούν σημαντικό μέρος της θερμικής ενέργειας της καύσης, που αναγκαστικά χάνεται στα αυτοκίνητα στην εξάτμιση και στο ψυγείο.
Επιπλέον, εφόσον τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα φορτίζονται κυρίως το βράδυ, τα εργοστάσια παραγωγής θα έχουν πιο ομοιογενή λειτουργία στον 24-ωρο κύκλο, κάτι που θα βελτιώσει τη συνολική απόδοσή τους.
Ακόμα, η ύπαρξη μπαταρίας κίνησης στα ηλεκτρικά (αλλά και τα υβριδικά) αυτοκίνητα τους προσφέρει ένα σημαντικό ενεργειακό πλεονέκτημα, καθώς επιτρέπει την ανάκτηση και αποθήκευση μέρους της ενέργειας του φρεναρίσματος, που αλλιώς θα χάνονταν σε θερμότητα.

Έξυπνο λογοπαίγνιο με τις λέξεις NOx (οξείδια του αζώτου) και Ox (Οξφόρδη), σε λεωφορείο της Οξφόρδης. Παρά τη μεγάλη κυκλοφορία των λεωφορείων (που κινούνται με φυσικό αέριο) στο κέντρο της πόλης, η χαρακτηριστική μυρωδιά του καυσαερίου απουσιάζει πλήρως. Φωτογραφία του γράφοντα.

Eκπομπές ΔτΑ ανάλογα με το καύσιμο και του κινητήριου συστήματος του αυτοκινήτου, λαμβάνοντας υπόψη την συνολική επιβάρυνση της ατμόσφαιρας με ΔτΑ, από την παραγωγή του καυσίμου μέχρι και τη χρήση του. Το αρνητικό ποσοστό στην μπλε περιοχή, είναι η ποσοστιαία μείωση εκπομπών ΔτΑ του συγκεκριμένου είδους καυσίμου σε σχέση με τη βενζίνη. Το Diesel ICE (BTL) είναι το βιοντίζελ. Κάτω από τη διακεκομμένη γραμμή, βρίσκονται τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου. Η πρώτη περίπτωση (Η2 Out of CNG), αφορά υδρογόνο που παράχθηκε από Φυσικό Αέριο.
Η εξέλιξη στη μείωση εκπομπών ΔτΑ, των καινούργιων αυτοκινήτων στη Βρετανία. Από το 2035 το νούμερο αυτό για όλη την ΕΕ θα είναι 0, ενώ η Βρετανία έχει θέσει σαν στόχο να το πιάσει το 2030. Πηγή εικόνας: https://www.smmt.co.uk/2014/03/uk-passes-eu-new-car-co2-emissions-landmark/
ΥΓ: Ειδήσεις του ΒΒC στα μέσα Σεπτ. 2023 δείχνουν ότι η Βρετανία μάλλον θα συνταχθεί τελικά με το Ευρωπαϊκό όριο του 2035 για την απαγόρευση των μη ηλεκτροκίνητων νέων οχημάτων. Αντίθετα η Νορβηγία έχει θέσει το δικό της αντίστοιχο όριο για το 2025.

Παραδόξως, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να γίνει ακόμα πιο «οικολογικός» από τον ηλεκτροκινητήρα, σε ότι αφορά τις εκπομπές ΔτΑ τουλάχιστον (οι εκπομπές ΝΟx δεν αποφεύγονται, αν και με τη νεότερη τεχνολογία περιορίζονται).
Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ο κινητήρας καταναλίσκει καύσιμο που έχει παραχθεί από βιοκαλλιέργειες, όπως αλκοόλη ή βιοντίζελ (αν και το τελευταίο, προς το παρόν, πρέπει να αναμιχτεί με κανονικό ντίζελ για να καεί).

Στην περίπτωση της αλκοόλης όμως, έχουμε στην πραγματικότητα «ανακύκλωση» σε μεγάλο βαθμό του ΔτΑ, καθώς τα φυτά από τα οποία παράγεται απορροφούν ΔτΑ από την ατμόσφαιρα για την ανάπτυξή τους, το οποίο στη συνέχεια αποδίδεται πίσω στην ατμόσφαιρα κατά την καύση της αλκοόλης. Και η ουσιαστική κατανάλωση ενέργειας είναι αυτή του Ήλιου, για να μεγαλώσουν τα φυτά!

Βέβαια, ούτε στην περίπτωση των βιοκαυσίμων τα πράγματα είναι ιδανικά, με κυριότερο πρόβλημα τη δέσμευση γης για την καλλιέργεια των φυτών που θα παράγουν το καύσιμο, με αποτέλεσμα να υπάρξει πιθανότατα σημαντική αύξηση στις τιμές των τροφίμων, καθώς η διαθέσιμη γη για τις υπόλοιπες καλλιέργειες θα μειωθεί.
Μία άλλη κατεύθυνση για τη συνέχιση χρήσης του κινητήρα εσωτερικής καύσης, είναι η δημιουργία συνθετικών υγρών καυσίμων μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος (e-fuels). 
Η Porsche πρωτοπορεί προς αυτή την κατεύθυνση, σκοπεύοντας να παραγάγει συνθετικό καύσιμο στη Χιλή χρησιμοποιώντας αιολική ενέργεια.

Γενικά, για μία πλήρη εκτίμηση του οικολογικού αποτυπώματος ενός αυτοκινήτου θα πρέπει, πέρα από την ίδια την κατανάλωση του καυσίμου του, να λαμβάνεται υπόψη η δαπάνη ενέργειας για την κατασκευή του ίδιου του αυτοκινήτου, όπως και για την παραγωγή/μεταφορά του καυσίμου του, καθώς επίσης και για την ανακύκλωση των εξαρτημάτων του μετά το πέρας της ζωής του.
Για παράδειγμα, η αλλαγή του αυτοκινήτου κάθε δύο χρόνια είναι σαφώς εναντίον της συνολικής εξοικονόμησης ενέργειας, ενώ η αλλαγή του κάθε δέκα χρόνια σίγουρα είναι μια θετική ενέργεια.
Μια έρευνα του 2021 του Reuters, κατέληξε στο ότι ένα μέσο ηλεκτρικό αυτοκίνητο χρειάζεται από μισό μέχρι πέντε χρόνια συνήθους οδήγησης (με τυπικό διάστημα τον ενάμιση χρόνο) για να ισοσταθμίσει την παραγωγή ΔτΑ από την κατασκευή του μέχρι και τη χρήση του εκείνη τη στιγμή, σε σχέση με ένα συμβατικό όχημα, ανάλογα με τη φύση της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του ηλεκτρισμού για τη φόρτισή του. Με τη μικρότερη διάρκεια να αναφέρεται στην παραγωγή του ηλεκτρισμού από υδατοπτώσεις (πχ Νορβηγία), ενώ τη μεγαλύτερη στην παραγωγή από άνθρακα (πχ Πολωνία).
Ακόμα, σύμφωνα με στοιχεία στις αρχές του 2024 (https://www.4troxoi.gr/blog/ta-ev-einai-pio-prasina-apo-ta-symvatika/), συγκρίνοντας τις συνολικές εκπομπές ΔτΑ στον πλήρη κύκλο ζωής δύο BMW, της ηλεκτροκίνητης i5 eDrive40 και της (mild) βενζινοκίνητης 520i, τα νούμερα είναι 30 και 46 τόνοι αντίστοιχα. 
Υπόψην, ότι στα παραπάνω δεν υπολογίστηκε το "rebound effect" δηλαδή η ενδεχόμενη αύξηση της χρήσης του ηλεκτρικού αυτοκινήτου σε σχέση με το συμβατικό που θα αντικαταστήσει, επειδή θα θεωρείται περισσότερο οικολογικό ή θα είναι πιο οικονομικό στη χρήση του, κάτι που θα αναιρεί μέρος των πλεονεκτημάτων του.
Ενδιαφέρον έχει, ότι θεωρώντας σαν τυπικό κύκλο ζωής ενός αυτοκινήτου τα 200.000km, τα plug-in υβριδικά δίνουν παρόμοια επιβάρυνση ΔτΑ στο περιβάλλον με τα αμιγώς ηλεκτρικά (με δεδομένα του 2023, για την κατασκευή μπαταριών και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας).
Μάλιστα για το 2024, το συνολικά πιο οικολογικό αυτοκίνητο ανακηρύχθηκε ένα plug-in υβριδικό, το νέο Toyota Prius: (https://www.zougla.gr/automoto/automoto-news/erevna-to-katharotero-ochima-ston-kosmo-einai-yvridiko-kai-ochi-ilektriko/)
Κάποιες βιομηχανίες, προκειμένου να μη σταματήσουν τις γραμμές παραγωγής συμβατικών αυτοκινήτων μέχρι το 2035, οπότε η ΕΕ θα απαγορεύσει την πώληση νέων αυτοκινήτων με θερμικούς κινητήρες, σκοπεύουν να τις μετατρέψουν σε γραμμές ανακατασκευής/εκμοντερνισμού συμβατικών μεταχειρισμένων αυτοκινήτων σε καλή κατάσταση. 
Κάτι, που μάλλον θα ωφελήσει το συνολικό ενεργειακό αποτύπωμα της κατασκευής και χρήσης των αυτοκινήτων.

Καλό είναι να έχουμε πάντα κατά νου και την ειδική ενεργειακή κατανάλωση διαφόρων μέσων μεταφοράς, που στον παραπάνω πίνακα δίνονται σε Megajoules ανά επιβάτη και ανά χιλιόμετρο. Η κατανάλωση ενέργειας είναι η καθαρή του οχήματος, χωρίς να ληφθεί υπόψη η ενεργειακή επιβάρυνση από την παραγωγή/διανομή του εκάστοτε καυσίμου.
Πηγή εικόνας: https://luispatricio.ca/2022/04/26/bicycle-the-apex-of-energy-efficiency/

Πάντως, παρόλο που προς το παρόν δεν υπάρχει «μαγική» λύση, η ηλεκτροκίνηση είναι η πλέον υποσχόμενη μέθοδος για να μειώσει τόσο την παραγωγή ΔτΑ από τα αυτοκίνητα, αλλά και τις δηλητηριώδεις εκπομπές τους στις πόλεις.

To μεγάλο μειονέκτημα της ηλεκτροκίνησης είναι η περιορισμένη εμβέλεια που δίνουν οι ηλεκτρικοί συσσωρευτές, που οφείλεται στην πολύ χαμηλή ενεργειακή πυκνότητά τους. Παρότι η τιμή αυτή έχει βελτιωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια, όπως δείχνει το διάγραμμα επάνω (και θα συνεχίσει να βελτιώνεται), βρίσκεται προς το παρόν 40 περίπου φορές χαμηλότερα από τη αντίστοιχη των υγρών καυσίμων (συσσωρευτές 300 Wh/kg ή 1.1 ΜJ/kg, υγρά καύσιμα 46 ΜJ/kg). Ένα δεύτερο μειονέκτημα είναι ο χρόνος φόρτισης, που έχει όμως μειωθεί σημαντικά με την αύξηση της τάσης και της ισχύος φόρτισης. Πηγή εικόνας: https://www.counterpointresearch.com/competition-driving-innovation-ev-battery-market/ Εκτιμάται, ότι σε μερικές δεκαετίες οι συσσωρευτές ίσως αντικατασταθούν με "υπερπυκνωτές", με μικρότερο βάρος και πολύ μικρότερο χρόνο φόρτισης (εικόνα κάτω).

Άλλες λύσεις και "τρυκ".
H Audi ισχυρίζεται ότι έχει βρει τρόπο, ώστε όσα αυτοκίνητά της καίνε φυσικό αέριο να είναι ουδέτερα ως προς το ΔτΑ.
Η μέθοδος είναι να χρησιμοποιεί αιολική ενέργεια για ηλεκτροπαραγωγή σ' ένα εργοστάσιό της στη Γερμανία, ώστε τελικά να παράγει υδρογόνο με ηλεκτρόλυση.
Το υδρογόνο αυτό, σε ειδικό τμήμα του εργοστασίου "μεθανοποιείται" συνδυάζεται δηλαδή με ΔτΑ για να δώσει μεθάνιο (ουσιαστικά φυσικό αέριο), το οποίο μπορεί να διατεθεί στο δίκτυο της χώρας.
Ο οδηγός λοιπόν ενός Audi φυσικού αερίου, έχει μια πιστωτική κάρτα στην οποία του χρεώνεται το καύσιμο απ' όποιον σταθμό της χώρας και αν "γεμίσει".
Η κάρτα αυτή όμως επικοινωνεί αυτόματα και με το εργοστάσιο παραγωγής μεθανίου της Audi, ώστε να τροφοδοτήσει το εθνικό δίκτυο με ισόποση ποσότητα φυσικού αερίου, με αυτή που γέμισε το αυτοκίνητο.

Εδώ χρειάζεται να γίνει και ένα σχόλιο για το φυσικό αέριο (δηλαδή το μεθάνιο) σαν καύσιμο οχημάτων, καθώς εμφανίζεται σαν πολύ καθαρότερο στην καύση του από τα κλασικά αποστάγματα του πετρελαίου, τη βενζίνη και το πετρέλαιο.
Και πράγματι έτσι είναι, αλλά κυρίως για το περιβάλλον που κινείται το όχημα.

Η μέθοδος της υδραυλικής ρηγμάτωσης-fracking (αριστερά) για τη συλλογή του φυσικού αερίου, σε σχέση με την κλασική (δεξιά) που τρυπάει σε υπάρχοντες θύλακες αερίου. Πηγή εικονας: https://socratic.org/questions/how-does-fracking-differ-from-current-natural-gas-extraction-methods

Γιατί, μία από τις πιο διαδεδομένες διαδικασίες εξόρυξης του φυσικού αερίου (χρησιμοποιείται και για το πετρέλαιο), η υδραυλική ρηγμάτωση (ή ρωγμάτωση) που χρησιμοποιείται για την εξόρυξή του από σχιστολιθικά πετρώματα ειδικά στις ΗΠΑ, φαίνεται ότι είναι πολύ επιβαρυντική για το ευρύτερο περιβάλλον της περιοχής.

Σύμφωνα με τη διαδικασία αυτή, νερό ανακατεμένο με άμμο και κάποια χημικά στέλνεται με πίεση σε μεγάλο βάθος στο πέτρωμα, όπου δημιουργεί ρήγματα, διευκολύνοντας έτσι το αέριο να μετακινηθεί και να αντληθεί στη συνέχεια από τους ίδιους σωλήνες, που έχουν και το ρόλο του συλλέκτη του αερίου.
Η μέθοδος αυτή όμως, κατ’ αρχή χρησιμοποιεί μεγάλες ποσότητες νερού, το οποίο αν και ανακυκλώνεται σε σημαντικό ποσοστό, επιστρέφει μολυσμένο (ακόμα και με ραδιενεργά υλικά) με μεγάλες πιθανότητες να μολύνει τον υδροφόρο ορίζοντα. 
Επιπλέον, ποσότητα μεθανίου που μπορεί να φθάσει και στο 10% του αντλούμενου διαφεύγει στην ατμόσφαιρα, και πέρα από την τοπική ρύπανση συμβάλλει (με πολλαπλάσια επίδραση από ίση ποσότητα ΔτΑ) στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Ακόμα και σεισμοί συνδέονται με την υδραυλική ρηγμάτωση, καθόλου παράξενο καθώς τα πετρώματα μετακινούνται έστω και λίγο κατά την εφαρμογή της υδραυλικής πίεσης.
Για τους παραπάνω λόγους η υδραυλική ρηγμάτωση συναντά έντονη αντίδραση ειδικά στην Ευρώπη, όπου ουσιαστικά δεν εφαρμόζεται, ενώ στις ΗΠΑ εφαρμόζεται εκτεταμένα καθώς εκεί για οικονομικο-στρατηγικο-πολιτικούς λόγους, δίνεται προτεραιότητα στην ενεργειακή ανεξαρτησία της χώρας.

Με την ευκαιρία, μια πληροφορία που πρέπει να ενδιαφέρει τους "κρεατοφάγους" με οικολογική συνείδηση:
Για την "παραγωγή" ενός κιλού βοδινού κρέατος εκλύεται στην ατμόσφαιρα μεθάνιο, που αντιστοιχεί σε 35 περίπου κιλά ΔτΑ (το μεθάνιο έχει περισσότερο από 20 φορές δυσμενέστερο "αποτύπωμα" από το ΔτΑ για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, αλλά τουλάχιστον είναι σχετικά βραχύβιο).
Για σύγκριση, αντίστοιχη ποσότητα ΔτΑ εκλύεται από ένα υβριδικό Toyota Prius (με εκπομπές ΔτΑ 70 gr/km), για διαδρομή σχεδόν 500 km!

Μία μέθοδος αποθήκευσης του υδρογόνου μέσα στο μόριο του φορμικού (μυρμηκικού) οξέος μοιάζει να είναι πολλά υποσχόμενη, τόσο για τη δέσμευση μέρους του διοξειδίου του άνθρακα (ΔτΑ) από την ατμόσφαιρα, όσο και για την εύκολη αποθήκευση του υδρογόνου, ώστε να χρησιμοποιηθεί σε κυψέλες καυσίμου για την κίνηση των ηλεκτρικών οχημάτων.
Το μόριο του φορμικού οξέος (HCOOH) αποτελείται ουσιαστικά από ΔτΑ και υδρογόνο, με το τελευταίο να περιέχεται σε ποσότητα 53 g ανά λίτρο φορμικού οξέος.

Το φορμικό οξύ μπορεί να συντεθεί από βιομάζα και ΔτΑ. Πηγή εικόνας:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468823119305760 

Ένα από τα πλεονεκτήματα του φορμικού οξέος είναι ότι μπορεί να μεταφέρεται μέσα σε δοχεία σε συνθήκες περιβάλλοντος, ενώ μια πρόσφατη εξέλιξη αφορά τη μέθοδο ανάκτησης του υδρογόνου από το φορμικό οξύ, που παρουσία ενός διμεταλλικού καταλύτη παλλαδίου – χρυσού, φαίνεται να μπορεί να γίνει με αρκετά πιο απλό και αποδοτικό τρόπο.
Μία άλλη μέθοδος που ανακοινώθηκε στις αρχές του 2024 από Κοεάτες ερευνητές, είναι η απορρόφηση του υδρογόνου σε πορώδες βορο-υδρίδιο του μαγνησίου, με διπλάσια πυκνότητα από τα μέχρι τώρα συμβατικά συστήματα. 
Υπόψην ότι, η ενεργειακή πυκνότητα του υδρογόνου (με βάση τη μάζα του), είναι υψηλότερη από αυτήν των υγρών καυσίμων.
Εναλλακτικά, η Toyota μελετά τη χρήση "πράσινης" αμμωνίας σαν καυσίμου και έχει ήδη κατασκευάσει έναν πρότυπο κινητήρα. Το μόριο της αμμωνίας (εικόνα κάτω) αποτελείται άπο ένα άτομο αζώτου και τρία υδρογόνου, οπότε δεν περιέχει άνθρακα και συνεπώς η καύση της δεν μπορεί να δώσει ΔτΑ.
Και ειδικά στην "πράσινη" αμμωνία, το υδρογόνο με τη σειρά του προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές. Όμως και η αμμωνία δεν είναι χωρίς προβλήματα, καθώς είναι διαβρωτική, δηλητηριώδης και αρκετά εύφλεκτη. Ίσως πιο πρακτική θα είναι η χρήση της στους μεγάλους ναυτικούς κινητήρες.

Αντέχουν τα εθνικά δίκτυα?
Πολλοί αναρωτιούνται αν τα εθνικά ηλεκτρικά δίκτυα θα μπορέσουν να ανταπεξέλθουν τόσο στις απαιτήσεις ενός συνεχώς αυξανόμενου αριθμού σημείων φόρτισης, όσο και στις απαιτήσεις μιας τεχνολογίας που επιτρέπει συνεχώς αυξανόμενη ισχύ φόρτισης (βασικού παράγοντα για τη μείωση του χρόνου φόρτισης).
Για το πρώτο, η απάντηση είναι ότι η αύξηση αυτή θα είναι σχετικά αργή, ώστε τα δίκτυα θα προλάβουν να προσαρμοστούν, και εξάλλου κάποιες τεχνικές εξοικονόμησης ενέργειας (όπως η γενίκευση της χρήσης φωτιστικών LED κλπ) θα επιβραδύνουν αυτή την αύξηση. 
Μία άλλη λύση είναι η εφαρμογή μεταβλητής χρέωσης, ώστε η φόρτιση σε ώρες χαμηλότερης χρήσης του δικτύου να είναι πιο συμφέρουσα.
Για το δεύτερο, μια λύση που ήδη εφαρμόζεται, είναι να υπάρχουν συσσωρευτές σε κάθε συγκρότημα φόρτισης μεγάλης ισχύος (το τελευταίο σε μέγεθος κοντέινερ) που θα διατηρούνται φορτισμένοι τραβώντας μέτρια σχετικά ισχύ από το δίκτυο, αλλά θα μπορούν να δώσουν πολύ μεγαλύτερη ισχύ και να φορτίσουν πλήρως μέσα σε 10-15 λεπτά τον συσσωρευτή ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
Αν μάλιστα στο μέλλον οι συσσωρευτές αντικατασταθούν από υπερπυκνωτές ή άλλα συστήματα (βλ παρακάτω και το ΥΓ2), η διαδικασία θα γίνει πολύ ταχύτερη.
Μια εναλλακτική λύση είναι οι συσσωρευτές "κινητικής ενέργειας", όπως της ισραηλινής Chakratec (εικόνα κάτω).
Τα συστήματα αυτά βασίζονται σε ένα μηχανικό σφόνδυλο βάρους 150 kg, ο οποίος επιταχύνεται αργά με περιορισμένη ισχύ από ένα ενσωματωμένο μοτέρ σε χιλιάδες στροφές το λεπτό, και μετά το ίδιο μοτέρ ενεργώντας ως γεννήτρια μπορεί να φορτίσει γρήγορα και με μεγάλη ισχύ τη μπαταρία του αυτοκινήτου. Η αρχή αυτή μάλιστα είχε δοκιμαστεί παλαιότερα και σε εγκατάσταση επάνω σε αυτοκίνητο με σκοπό την κατάργηση των μεγάλων συσσωρευτών, αλλά επηρέαζε τη δυναμική του αυτοκινήτου, ενώ στην προτεινόμενη λύση θα πρόκειται για στατική εφαρμογή.
Μία ακόμα πιο "κομψή" λύση που εφαρμόζεται μάλιστα από ελληνική εταιρεία (easypower) είναι ο συνδυασμός φωτοβολταϊκών στοιχείων με μεγάλες μπαταρίες και DC ταχυφορτιστές. Στην περίπτωση αυτή, τα φωτοβολταϊκά τροφοδοτούν τους ταχυφορτιστές ή/και τις μπαταρίες (ανάλογα με την ηλιοφάνεια και τη ζήτηση φόρτισης) και οι τελευταίες τους DC ταχυφορτιστές.
Φυσικά υπάρχει και σύνδεση με το εθνικό δίκτυο είτε για να συμπληρώνεται ενέργεια αν χρειαστεί, είτε για να επιστρέφεται στο δίκτυο αν περισσεύει.
Το σύστημα αυτό προσφέρει μία ενεργειακή εξοικονόμιση μέχρι και 10%, καθώς η μετατροπή ενέργειας γίνεται κατ' ευθείαν DC-DC και όχι DC-AC-DC.

Το (κοντινό) μέλλον των μπαταριών.
Στα μέσα του 2023, η πολυεθνική Stellantis ανακοίνωσε την προοπτική κατασκευής μιας επαναστατικής μπαταρίας κίνησης (IBIS) για ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η οποία δεν θα χρειάζεται εξωτερικό ανορθωτή για τη φόρτισή της ούτε μετατροπέα (inverter) για την τροφοδότηση του κινητήρα, μειώνοντας σημαντικά το βάρος του οχήματος. Η πρόβλεψη είναι να βγει στην αγορά μέχρι το τέλος της δεκαετίας. 
Επίσης, η Σουηδική Northvolt αναπτύσσει μία μπαταρία ιόντων νατρίου για ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η οποία αν και προς το παρόν υπολείπεται  της ενεργειακής πυκνότητας των σύγχρονων μπαταριών ιόντων λιθίου, δεν χρησιμοποιεί σπάνια μέταλλα (λίθιο, κοβάλτιο κλπ), τα οποία έχουν καταστήσει την Κίνα κυρίαρχο στην αγορά αυτών των μπαταριών.
Μπαταρίες ιόντων νατρίου, που μάλιστα θεωρεί δεύτερης γενιάς, ετοιμάζει και η κινέζικη CATL για το 2025, με ιδιαίτερο χαρακτηριστό την αντοχή τους σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες.
Η CATL φτάνει επίσης στην ολοκλήρωση των δοκιμών (τέλος 2023)  μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) που έχει δυνατότητα φόρτισης 4C, δηλαδή με ένταση τετραπλάσια από αυτή που αντιστοιχεί στην ένταση της φόρτισης ή εκφόρτισης σε μία ώρα (που είναι ο αριθμός -σε αμπέρ- των ονομαστικών αμπερωρίων μιας μπαταρίας). Αν και πρόσφατα στοιχεία (2024), δείχνουν ότι κορεάτικες εταιρείες με την υποστήριξη της Hyundai ίσως προηγηθούν στην εμπορική κατασκευή των LFP.
Από την άλλη πλευρά, οι Ιάπωνες κατασκευαστές (με προεξάρχουσα την Toyota) ερευνούν εντατικά τις μπαταρίες ηλεκτρολύτη στερεάς κατάστασης, μια μπαταρία που θα χρησιμοποιεί τη μισή ποσότητα λιθίου από τις σύγχρονες υγρού ηλεκτρολύτη, αλλά δεν φαίνεται ότι θα είναι έτοιμες για εμπορική χρήση αρκετά πριν από το τέλος της δεκαετίας.
Στις αρχές του 2024, ανακοινώθηκε ότι στη σχολή Cornell Engineering του ομώνυμου πανεπιστημίου της πολιτείας της Νέας Υόρκης, αναπτύσσονται μπαταρίες με άνοδο από το στοιχείο Ίνδιο, που μπορούν να φορτίσουν σε 5(!) λεπτά, χωρίς έκπτωση στα υπόλοιπα χαρακτηριστικά τους (με εξαίρεση το λίγο μεγαλύτερο βάρος). 
Ενώ προς το τέλος της ίδιας χρονιάς (2024), η γαλλική ProLogium ανακοίνωσε τα πολύ ενθαρυντικά αποτελέσματα δοκιμών από μία μπαταρία ανόδου πυριτίου, με δυνατότητα φόρτισης από 5% στο 60% σε 5 λεπτά, κάτι που θα πρόσθετε περίπου 300km εμβέλειας στο ηλεκτρικό όχημα.

Μήπως το μέλλον είναι ήδη εδώ;
Αυτό ουσιαστικά ισχυρίζεται η Ισραηλινο-Αυστραλιανή Electriq~Global η οποία αναπτύσσει από το 2018 ένα είδος "στερού" υδρογόνου (υδρογόνου που έχει σχηματίσει σταθερό δεσμό με κάποιο ειδικό προϊόν-καταλύτη σε μορφή σκόνης), και το οποίο μπορεί εύκολα να απελευθερωθεί χρησιμοποιώντας πολύ μικρότερη δαπάνη ενέργειας από αυτή που απαιτεί η συμβατική παραγωγή του υδρογόνου, είτε με ηλεκτρόλυση είτε με διάσπαση υδρογονανθράκων.
Το 2024 μάλιστα, ανακοίνωσαν την παραγωγή υδρογόνου από συσκευή κατάλληλη για τοποθέτηση σε αυτοκίνητα, η οποία χρησιμοποιώντας νανο-μεμβράνες και χαμηλή ενέργεια μπορεί να απελευθερώνει το υγρογόνο που απαιτείται σε "real time", από ένα "καύσιμο" που περιέχει 60% νερό. Αφού έχει αφαιρεθεί το υδρογόνο από το ειδικό αυτό καύσιμο, το υπόλοιπο αποθηκεύεται για αποστολή και "επαναφόρτιση" στον παραγωγό του.
Η Electriq~Global ισχυρίζεται ότι με αυτή τη μέθοδο η ακτίνα δράσης των οχημάτων διπλασιάζεται σε σχέση με τα ηλεκτρικά, το κόστος μειώνεται στο μισό σε σχέση με αυτά του υδρογόνου σε φιάλες υπό πίεση, και ο χρόνος ανεφοδιασμού γίνεται συγκρίσιμος με αυτόν των συμβατικών καυσίμων. Ενώ, η ενεργειακή πυκνότητα του καυσίμου είναι 15-πλάσια των σύγχρονων μπαταριών.

Λίγα για τη φόρτιση των ηλεκτρικών οχημάτων.
Οι μπαταρίες κίνησης των ηλεκτρικών οχημάτων φορτίζουν είτε με εναλλασσόμενο ρεύμα, είτε και με συνεχές ρεύμα. Στην τελευταία περίπτωση, η φόρτιση με συνεχές ρεύμα αναφέρεται και σαν "ταχεία".
Εδώ να σημειωθεί ότι κάθε σύστημα Ηλεκτρικού Αυτοκινήτου από 60 VDC και άνω θεωρείται Υψηλής Τάσης, και εφαρμόζονται ειδικές διατάξεις ασφαλείας.
Υπάρχουν γενικά 3 μέθοδοι φόρτισης στην ΕΕ, που καθορίζονται από τον κανονισμό IEC 61851-1 και αναφέρονται σαν "Mέθοδοι" (Modes): 2, 3 και 4 Mέθοδος 1 δεν επιτρέπεται πλέον, επειδή δεν προβλέπει επικοινωνία φορτιστή-αυτοκινήτου).
Υπάρχει και η αμερικανική τυποποίηση κατά SAE J1772 για τη φόρτιση των μπαταριών που αναφέρεται σε "Eπίπεδα" (Levels), 3 συνολικά, αλλά δεν περιλαμβάνει ουσιαστικά επικοινωνία φορτιστή - αυτοκινήτου, οπότε δεν χρησιμοποιείται στην Ευρώπη.

Στην ΕΕ η τροφοδότηση των οχημάτων γίνεται είτε από μονοφασικό ρεύμα 230V, είτε από τριφασικό 400V για μεγαλύτερη ισχύ.
Οι οικιακές φορτίσεις είναι τυπικά με τη Mέθοδο 2 με μονοφασικό ρεύμα, για ονομαστική ισχύ φόρτισης 2.3kW (10A) με συσκευή ελέγχου της φόρτισης ενσωματωμένη στο καλώδιο φόρτισης. Υπάρχουν επίσης και οι ονομαστικές ισχείς 3.7kW  (16A) και 7.4 kW (32A) , από επιτοίχιο (μονοφασικό) φορτιστή. 
Γενικά, οι επιτοίχιοι ή σταθεροί φορτιστές αναφέρονται και σαν "Σταθμοί Φόρτισης".
Αντίστοιχα, οι εταιρικές ή δημόσιες φορτίσεις είναι με τη Mέθοδο 3, τριφασικές, για ονομαστική ισχύ φόρτισης συνήθως 11kW (16A), ή 22kW (32A).
Κάποιες από τις εταιρικές ή δημόσιες φορτίσεις μπορεί να χρησιμοποιούν και τη Mέθοδο 4 (συνεχούς ρεύματος ή ταχεία), για ονομαστική ισχύ φόρτισης από 40kW μέχρι 350kW.
Να σημειωθεί εδώ, ότι οι τροφοδοτήσεις εναλλασσόμενου ρεύματος (Mεθόδου 2 και 3) μετατρέπονται σε συνεχές ρεύμα για την τροφοδότηση της μπαταρίας από τα συστήματα του ίδιου του αυτοκινήτου, ενώ αυτή της Mεθόδου 4 (ταχεία) μετατρέπει το τριφασικό εναλλασσόμενο του δικτύου σε συνεχές ρεύμα στη σταθερή εγκατάσταση του φορτιστή (εξαιτίας του όγκου και του βάρους των απαιτούμενων εξαρτημάτων) και τροφοδοτεί μέσω του καλωδίου σύνδεσης με συνεχές ρεύμα κατ΄ευθείαν τη μπαταρία του οχήματος (βλ. Εικόνα 2).
Τα υβριδικά plug in αυτοκίνητα χρησιμοποιούν κατά κανόνα τους AC φορτιστές, υπάρχουν όμως και κάποια που μπορούν να χρησιμοποιούν και τους DC.

Εικόνα 1. Αγνοείστε τη Mέθοδο 1, που δεν χρησιμοποιείται πλέον. 
Σε κάθε περίπτωση όμως, για τη φόρτιση μεσολαβεί μία συσκευή (φορητή ή επιτοίχια στη Μέθοδο 2, σε σταθερή βάση για τις Mεθόδους 3 και 4), για τη μέτρηση και  τιμολόγηση της ενέργειας φόρτισης, για να ρυθμίζεται η ισχύς φόρτισης με συνεχή αμφίδρομη επικοινωνία με το σύστημα του αυτοκινήτου, και τέλος για να εξασφαλίζεται η ενημέρωση από και προς τον χρήστη του οχήματος (συγκεκριμένα, η φορητή συσκευή της Mεθόδου 2 εξασφαλίζει μόνο τη ρύθμιση της έντασης φόρτισης). 
Εικόνα 2. Είναι κυρίως οι πρίζες Type 2 στο AC, και CCS2 (Type 3) στο DC, που έχουν ενδιαφέρον για την Ελλάδα. Πηγή εικόνας: 
https://www.versinetic.com/news-blog/ev-charging-connector-types-guide/

Πάντως, εφόσον η ονομαστική ισχύος του σημείου φόρτισης είναι διαφορετική από την ικανότητα μεταφοράς του καλωδίου σύνδεσης ή της ισχύος φόρτισης του οχήματος, η φόρτιση θα γίνει με τη μικρότερη από τις τρείς τιμές.
Σχετικά με τους τύπους των ακροδεκτών (πριζών και φις), υπάρχουν ουσιαστικά δύο τύποι, αυτός του εναλλασσόμενου ρεύματος που ονομάζεται Tύπου 2 (Type 2, ή Mennekes) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φορτίσεις Mεθόδου 2 και Mεθόδου 3, και αυτός που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συνεχές ρεύμα και ονομάζεται CCS2, ή Combo 2, ή Type 3 και χρησιμοποιείται με τη Mέθοδο 4.

Υπάρχει και ένας ιδιαίτερος ακροδέκτης συνεχούς ρεύματος (CHAdeMO) που χρησιμοποιείται από ορισμένα ιαπωνικά οχήματα (αλλά τείνει να εκλείψει), καθώς και ένας άλλος τύπος που τον χρησιμοποιεί αποκλειστικά η Tesla με τους δικούς της φορτιστές (Superchargers).

Επίσης, σε περίπτωση πολλών ισχυρών φορτιστών στο ίδιο τοπικό δίκτυο, υπάρχουν λύσεις management των φορτίσεων, ώστε αν αρκετοί φορτιστές ζητηθεί να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα να περιορίζεται αυτόματα η ισχύς φόρτισης του καθενός, για να μην υπερφορτωθεί το δίκτυο.

Άλλες χρήσεις των Ηλεκτρικών Αυτοκινήτων.
Πέρα από την προφανή, δηλαδή τις μεταφορές, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να χρησιμοποιηθεί, με την κατάλληλη διάταξη, για να τροφοδοτήσει ένα σπίτι (V2H) σε περίπτωση πχ black out του εθνικού δικτύου, ή ένα απομονωμένο φορτίο (V2L) όπως συσκευές σε ένα κάμπιγκ ή ένα απομονωμένο οίκημα. Μια πιο γενική χρήση είναι να τροφοδοτήσει το εθνικό δίκτυο (V2G), εφόσον βέβαια χρησιμοποιεί ειδικό φορτιστή, και αυτή η ενέργεια να πληρώνεται από τον Διαχειριστή του δικτύου υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Πηγαίνοντας ένα βήμα παραπέρα, το ΗΑ μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν προσωρινή "αποθήκη" ηλεκτρικής ενέργειας, φορτίζοντας το βράδυ με χαμηλό κόστος ρεύματος και στέλνοντας ενέργεια στο δίκτυο τις ώρες αιχμής (αρκεί φυσικά το όχημα να είναι διαθέσιμο), οπότε ο ιδιοκτήτης θα μπορεί να έχει κάποιο οικονομικό όφελος. Φυσικά, η ισχύς που θα επιστρέφεται στο δίκτυο θα είναι συγκρίσιμη με τη δυνατότητα της AC φόρτισης, καθώς στο όχημα πρέπει να παραμένει πάντα αρκετή ενέργεια για όποια ανάγκη προκύψει.

Ανακύκλωση μπαταριών.
Το τοπίο πάντως είναι ακόμα κάπως θολό σε ότι έχει σχέση με την πλήρη ανακύκλωση των μπαταριών των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, δεδομένου ότι η τεχνολογία των μπαταριών φαίνεται να απομακρύνεται από τη χρήση σπανίων στοιχείων (πχ κοβαλτίου). Κατά συνέπεια, πολλές επιχειρήσεις διστάζουν να κάνουν μεγάλες επενδύσεις πλήρους ανακύκλωσης, ώστε να ανακτήσουν και να  επαναχρησιμοποιήσουν τα υλικά αυτά.
Υπάρχει όμως η δυνατότητα οι μπαταρίες κίνησης των οχημάτων να αποκτήσουν μια "δεύτερη ζωή" μετά που θα γίνουν ακατάλληλες για χρήση στα αυτοκίνητα, δηλαδή όταν η μέγιστη χωρητικότητά τους πέσει κάτω από το 80% της αρχικής κάτι που αναμένεται μετά από μία δεκαετία χρήσης τους. Στην περίπτωση αυτή η μπαταρία λύνεται, τα στοιχεία της (cells) ελέγχονται, και ξανασυναρμολογείται με νέο ταίριασμα στοιχείων (ενδεχομένως και με χρήση στοιχείων από άλλες μπαταρίες).
Στη συνέχεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε στατικές εφαρμογές για την ενίσχυση του δικτύου με έγχυση ισχύος στις κατάλληλες στιγμές, καθώς τα συστήματα από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (τα οποία αποτελούν όλο και μεγαλύτερο ποσοστό της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας), παρουσιάζουν σημαντικά και απότομα σκαμπανεβάσματα ισχύος. 
Με αυτές συνθήκες, η μπαταρία μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί μέχρι η χωρητικότητά της να πέσει στο 60% της αρχικής, οπότε μετά θα πάει για ανακύκλωση (προς το παρόν -2024- εκτός Ελλάδας).

Αναγεννητικό φρενάρισμα. 
Σχετικά με το αναγεννητικό φρενάρισμα και τους κινητήρες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, μπορείτε να βρείτε βασικές πληροφορίες στο ίδιο blog, link: https://geometax12.blogspot.com/2018/07/blog-post_9.html, θέματα Νο116 και Νο117. 

                                                                                             Γ. Μεταξάς 

Δευτέρα 20 Αυγούστου 2018

Αυτοκίνητο και Ωροσκόπιο!

 Εισαγωγή

Τώρα που τραβήξαμε την προσοχή και των κυριών, διαβάστε παρακάτω για κάποια σημαντικά συστήματα του αυτοκινήτου, σε σχέση με την οδήγηση!
(Για το ωροσκόπιο θα αναφερθούμε πράγματι, αλλά στο τέλος).

Καταρχήν, υπάρχει η αντίληψη ότι ο οδηγός του αυτοκινήτου είναι ένας «χρήστης», που όπως κάθε χρήστης συσκευών δεν χρειάζεται να ξέρει λεπτομέρειες για το πώς λειτουργεί το αυτοκίνητο για να το οδηγήσει, όπως περίπου ο χρήστης ενός Η/Υ δεν χρειάζεται να ξέρει προγραμματισμό.
Δεν είναι όμως έτσι, επειδή στην οδήγηση ενός αυτοκινήτου υπεισέρχονται πολλοί εξωτερικοί παράγοντες, συστήματα και νόμοι της φυσικής, που πρέπει να γίνουν κατανοητοί σ’ ένα βασικό επίπεδο, γιατί αλλιώς ο οδηγός δεν θα μπορεί να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά απρόβλεπτες καταστάσεις και, σε αντίθεση με τον Η/Υ, το διακύβευμα εδώ είναι πολύ πιο σοβαρό.

Για τον χειρισμό του αυτοκίνητου λοιπόν, δεν είναι η κατανόηση τού πώς λειτουργεί ο κινητήρας το σημαντικότερο, αλλά τα συστήματα μετάδοσης κίνησης, φρένων, διεύθυνσης και η σχέση των ελαστικών με τον δρόμο.

Κινητήρας
Για το κινητήριο σύστημα, είναι αρκετό να πούμε ότι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης, που καίει δηλαδή βενζίνη, πετρέλαιο, ή αέριο (υγροποιημένο ή φυσικό), μπορεί και δουλεύει μέσα σ’ ένα φάσμα ταχυτήτων περιστροφής, συνήθως από 1000 έως 5000 στροφές ανά λεπτό (ΣΑΛ).
Αυτό όμως είναι ένα πρόβλημα, επειδή εμείς θα θέλαμε όσο πατάμε το γκάζι τόσο το αυτοκίνητο να κινείται πιο γρήγορα, ξεκινώντας μάλιστα από στάση.
Και παρότι τα τελευταία χρόνια τα υβριδικά και ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν αυτή την ικανότητα, η μεγάλη πλειοψηφία των αυτοκινήτων εξακολουθεί να κινείται με τους κλασικούς (παλινδρομικούς) κινητήρες.

 Τα βασικά εξαρτήματα ενός τυπικού βενζινοκινητήρα αυτοκινήτου. Παρά τη δεσπόζουσα θέση του κάτω από το καπό του αυτοκινήτου, ο κινητήρας δεν είναι το σημαντικότερο σύστημα για την ασφάλεια της οδήγησης...

... και η λειτουργία των εξαρτημάτων του. Πηγή εικόνας gif: businessinsider.com

Κιβώτιο ταχυτήτων - Συμπλέκτης
Για να λύσουμε το παραπάνω πρόβλημα, καταφεύγουμε στη χρήση του κιβωτίου ταχυτήτων.
Το κιβώτιο ταχυτήτων γίνεται ευκολότερα κατανοητό απ’ όσους έχουν οδηγήσει ποδήλατο με ταχύτητες, καθώς και αυτό δουλεύει με την ίδια φιλοσοφία (αλλά όχι με τον ίδιο ακριβώς τρόπο).

Σκεφτείτε λοιπόν ότι είστε στο ποδήλατο, και γνωρίζετε ότι τα πόδια σας κινούνται αποτελεσματικότερα σε μια ορισμένη περιοχή ΣΑΛ.
Όταν λοιπόν ξεκινάτε χρησιμοποιείτε μικρή σχέση (θα τη λέμε σχέση για να μην μπερδεύεται με την ταχύτητα κίνησης), επειδή αρχικά θέλετε το ποδήλατο να κινείται με μικρή ταχύτητα, ενώ όσο η ταχύτητα του ποδήλατου αυξάνεται ανεβάζετε σχέση, ώστε τα πόδια σας να συνεχίζουν να περιστρέφονται με περίπου τον ίδιο ρυθμό.

Καθώς ανεβάζετε σχέση, εμπλέκετε ουσιαστικά διαφορετικά γρανάζια για να πετυχαίνετε τον κατάλληλο λόγο μετάδοσης, ώστε με περίπου τις ίδιες στροφές εισόδου (τα πόδια σας) να έχετε αυξανόμενες στροφές εξόδου (περιστροφές του τροχού).
Εδώ όμως επεμβαίνει η Φυσική και κάνει τα πράγματα ενδιαφέροντα.
Όπως ίσως θυμάστε από το Γυμνάσιο, όσο μειώνουμε την ταχύτητα μ’ ένα σύστημα γραναζιών αυξάνουμε αντίστοιχα τη δύναμη (σωστότερα τη ροπή), έτσι λοιπόν ενώ ο κινητήρας μας έχει περίπου την ίδια δύναμη (για το ίδιο «γκάζι»), όσο πιο αργά κινούμαστε εξαιτίας μικρής σχέσης, τόσο μεγαλύτερη δύναμη μεταφέρεται στο δρόμο, με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο να ανεβαίνει πιο εύκολα τις ανηφόρες.
Για τον ίδιο λόγο, το αυτοκίνητο επιταχύνει επίσης πιο εύκολα και γρήγορα όσο πιο μικρή σχέση έχουμε (αρκεί βέβαια να μην το παρακάνουμε).
  

Ένα σχηματοποιημένο κιβώτιο 5 ταχυτήτων (η όπισθεν δεν φαίνεται).
Δείχνεται η εμπλοκή της 1ης σχέσης (μικρό γρανάζι εισόδου, μεγάλο εξόδου).
Το γαλάζιο εξάρτημα είναι το διαφορικό, που φροντίζει για την ισοκατανομή της δύναμης στους δύο κινητήριους τροχούς, ακόμα και όταν το αυτοκίνητο διαγράφει καμπύλη.

Βέβαια η αλλαγή σχέσεων στο ποδήλατο γίνεται με απλό τρόπο, επειδή οι δυνάμεις είναι σχετικά μικρές, και τα πόδια μας δεν χρειάζεται φυσικά να κινούνται όταν είμαστε σταματημένοι. Επιπλέον υπάρχει το "ελεύθερο" που επιτρέπει την αυτόματη απεμπλοκή των πεντάλ από τον τροχό, όταν δεν τα περιστρέφουμε.
Δεν συμβαίνει το ίδιο με το αυτοκίνητο, του οποίου ο κινητήρας πρέπει να δουλεύει συνεχώς, τουλάχιστον στο ρελαντί (αν και τελευταία με τα START – STOP συστήματα αυτό δεν ισχύει), και επιπλέον οι δυνάμεις που μεταφέρονται είναι πολύ μεγαλύτερες. Για σύγκριση, σκεφτείτε ότι η μέση ισχύς ενός τυπικού ποδηλάτη είναι περίπου το ¼ του ίππου.
Έτσι λοιπόν, για την αλλαγή σχέσεων στο αυτοκίνητο απαιτείται το πάτημα του συμπλέκτη, που διακόπτει εκείνη τη στιγμή τη ροή ισχύος από τον κινητήρα προς τους τροχούς, ώστε η εμπλοκή των γραναζιών να γίνει ομαλά.

Γραφική παράσταση για το πώς το πάτημα του συμπλέκτη αποσυνδέει την κίνηση από τη μηχανή προς το κιβώτιο ταχυτήτων (αριστερά). Η διαδικασία της σύμπλεξης (δεξιά) ειδικά κατά την εκκίνηση πρέπει να γίνει σχετικά αργά, ώστε να είναι ομαλή.

Μάλιστα, καθώς ο βαθμός αποσύμπλεξης εξαρτάται από την πίεση του αριστερού ποδιού μας στο αντίστοιχο πεντάλ, με την κατάλληλη εξάσκηση και ευαισθησία μπορούμε να πετύχουμε πολύ ομαλές εκκινήσεις ακόμα και σε ανήφορο.
Και αν η «χορογραφία» της εκκίνησης σε ανήφορο σας προβληματίζει, καθώς πρέπει να συνδυαστεί γκάζι, συμπλέκτης και ενδεχομένως χειρόφρενο, τα νεότερα αυτοκίνητα προσφέρουν μια λύση ιδιαίτερα φιλική στον οδηγό, με την αυτόματη συγκράτηση του αυτοκινήτου σε κεκλιμένο έδαφος.
Φιλικά στο οδηγό είναι και τα σύγχρονα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων, με προφανή πλεονεκτήματα στην οδήγηση στην πόλη αλλά και στην οικονομία, καθώς γίνονται εφικτά κιβώτια ταχυτήτων με πολλές σχέσεις (μέχρι 9 σήμερα!), που επιτρέπουν στον κινητήρα να εργάζεται συνεχώς κοντά στην περιοχή της μέγιστης απόδοσης και οικονομίας.

Φρένα
Μια και κινήσαμε το αυτοκίνητο, πρέπει να μπορούμε και να το σταματήσουμε.
Προφανώς γνωρίζετε ότι αυτό γίνεται πιέζοντας το μεσαίο πεντάλ, του φρένου.
Αυτή η πίεση, μέσα από σωληνάκια με υδραυλικό υγρό μεταφέρεται σε υλικά τριβής, που «μαγκώνουν» τον τροχό και τον σταματούν.
Φυσικά τα υλικά τριβής δεν μαγκώνουν τον ίδιο τον τροχό, αλλά δίσκους που βρίσκονται στερεωμένοι πίσω του και συνήθως φαίνονται μέσα από τη ζάντα.

Τα φρένα αποβάλλουν ισχύ αρκετών εκατοντάδων ίππων σε ισχυρό φρενάρισμα, και σε συνθήκες αγώνα αυτό είναι φανερό!

Ακόμα καλύτερα βέβαια οι δίσκοι φαίνονται στις μοτοσυκλέτες (και σε ακριβά ποδήλατα), καθώς εκεί είναι εκτεθειμένοι σε κοινή θέα. Θα παρατηρήσετε επίσης, ότι ειδικά στις μοτοσυκλέτες οι εμπρός δίσκοι είναι μεγαλύτεροι και συχνά διπλοί.
Αυτό συμβαίνει επειδή τα φρένα του εμπρός τροχού (ή των εμπρός τροχών στα αυτοκίνητα) «σηκώνουν» το 80% περίπου του φρεναρίσματος.
Γι’ αυτό και το φρενάρισμα μόνο με χειρόφρενο είναι τόσο ανεπαρκές, ενώ στα μικρά αυτοκίνητα δεν αλλάζει η αποτελεσματικότητα του φρεναρίσματος αν στους πίσω τροχούς τοποθετηθούν τα παλιότερης τεχνολογίας αλλά φθηνότερα ταμπούρα.

Αρχή λειτουργίας των φρένων. Το γαλάζιο είναι το υδραυλικό υγρό που μεταφέρει τη δύναμη από το πόδι μας (ενισχυμένη από το servo που δεν φαίνεται), στους κυλίνδρους που πιέζουν τα υλικά τριβής (τακάκια) πάνω στον δίσκο, που βρίσκεται στην εσωτερική πλευρά του τροχού .

Στα αυτοκίνητα βέβαια δεν είναι εφικτό να υπάρχουν από δύο δίσκοι σε κάθε εμπρός τροχό όπως στις μοτοσυκλέτες, αλλά ο κάθε δίσκος είναι εμφανώς μεγαλύτερος από τον πίσω και συχνά αεριζόμενος.
Για να πάρετε μια ιδέα, ενώ η μέγιστη ισχύς του κινητήρα ενός τυπικού αυτοκινήτου είναι της τάξης των 100 ίππων, η μέγιστη ισχύς που μπορούν να απορροφήσουν τα φρένα του (και να τη μετατρέψουν σε θερμότητα) είναι της τάξης των 400- 500 ίππων!
Αυτή η ισχύς συγκρίνεται με την ισχύ του κινητήρα ενός supercar,  γι’ αυτό και τα supercars έχουν χρόνους επιτάχυνσης 0 -100 χλμ/ω, περίπου ίδιους με αυτούς του φρεναρίσματος από 100 - 0 χλμ/ω.
Υπόψη ότι, για να μην χρειάζεται μεγάλη πίεση στο πεντάλ του φρένου, το σύστημα υποβοηθείται από έναν μηχανισμό σερβό (και όχι σεβρό, που λέγεται συχνά) που δουλεύει όμως μόνο εφόσον γυρίζει ο κινητήρας.
Εφόσον γυρίζει* ο κινητήρας, δουλεύει και η υποβοήθηση του τιμονιού, αλλά ακόμα και αν ο κινητήρας δεν γυρίζει τα φρένα και το τιμόνι εξακολουθούν να δουλεύουν, χρειάζεται όμως πολύ μεγαλύτερη προσπάθεια για το ίδιο αποτέλεσμα.

* Λέμε «γυρίζει» και όχι «δουλεύει», επειδή ακόμα και αν ο κινητήρας έχει σβήσει, αρκεί να περιστρέφεται παρασυρμένος από τους τροχούς (δηλαδή να έχουμε σχέση στο κιβώτιο ταχυτήτων) για να παραμείνουν ενεργές οι υποβοηθήσεις φρένων και τιμονιού (εκτός αν είναι ηλεκτρικές).

Ένα δισκόφρενο με τη «δαγκάνα» του, που περιέχει τα τακάκια. Παρότι το σύστημα μάλλον κρύβεται πίσω από τους τροχούς, δεν παραμελείται και το «ντιζάιν». Οι τρύπες είναι για τη γρήγορη αποβολή του νερού για πιο άμεσο φρενάρισμα.

Δρόμοι
Και ας έλθουμε τώρα στη σχέση ελαστικών με το δρόμο (το ABS δεν το ξεχάσαμε, θα το πούμε παρακάτω).
Προφανώς είναι η επαφή των ελαστικών με τον δρόμο, που κρατάει το αυτοκίνητο στην επιθυμητή τροχιά και μεταφέρει τις δυνάμεις επιτάχυνσης και επιβράδυνσης.
Για τον ίδιο το δρόμο δεν μπορούμε να κάνουμε πολλά, πέρα από τα μάθουμε να αναγνωρίζουμε έγκαιρα τις ύποπτες καταστάσεις, πχ:
- Άσφαλτος που γυαλίζει, ειδικά στη βροχή, σημαίνει ότι γλιστράει.
- Ιριδισμοί στην άσφαλτο (στεγνή ή βρεγμένη), σημαίνουν λάδια ή πετρέλαιο και φυσικά γλιστράει πολύ!
- Χώμα ή άμμος στην άσφαλτο, ειδικά στις άκρες των στροφών, επίσης γλιστράει!

Τα σύγχρονα αυτοκίνητα έχουν προειδοποίηση για χαμηλές θερμοκρασίες ύποπτες για πάγο στο δρόμο (κάτω από 4 C), αλλά ο κίνδυνος είναι άμεσος όταν σε συνθήκες παγοποίησης και σε βρεγμένη άσφαλτο:
- Σταματήσει ο χαρακτηριστικός ήχος του νερού που απομακρύνουν οι τροχοί και αντικατασταθεί από έναν ξερό και μαλακό ήχο.
- Περνάτε πάνω από γέφυρα, οπότε καθώς δεν υπάρχει χώμα από κάτω για να μειώσει την απώλεια θερμότητας, ενδέχεται να υπάρχει πάγος στο σημείο αυτό.
Επίσης, να είστε υποψιασμένοι όταν περνάτε από λακκούβες γεμάτες νερό σε άγνωστο δρόμο, γιατί δεν φαίνεται το βάθος τους!

Λάστιχα - Ανάρτηση
Ας έλθουμε τώρα στους παράγοντες που μπορούμε να επηρεάσουμε, όπως τα λάστιχα, τα οποία εννοείται ότι θα πρέπει να είναι σωστά φουσκωμένα!


Το νούμερο 2515 στο λάστιχο αυτό, σημαίνει ότι κατασκευάστηκε την 25η εβδομάδα του 2015.

Στα λάστιχα υπάρχουν δύο παράμετροι που πρέπει να προσέχουμε:
Το βάθος πέλματος, και η ημερομηνία κατασκευής.
Το βάθος πέλματος φαίνεται εύκολα, αλλά την ημερομηνία κατασκευής πρέπει να ξέρεις πού θα τη διαβάσεις και πώς θα την αξιοποιήσεις.
Πρόκειται για ένα τετραψήφιο αριθμό στην πλευρά του λάστιχου κοντά στη ζάντα, με τα δύο πρώτα νούμερα να δείχνουν την εβδομάδα και τα δύο τελευταία το έτος κατασκευής του.
Τα πολυκαιρισμένα λάστιχα, πχ πάνω από 4 χρόνια από την κατασκευή τους, ακόμα και αν έχουν ακόμα ικανοποιητικό βάθος πέλματος, γλιστράνε σαφώς περισσότερο από τα «φρέσκα».
Σε περίπτωση αμφιβολίας ρωτείστε έναν ειδικό.

Το λάστιχο τώρα, παρέχει με τον καλύτερο τρόπο τις υπηρεσίες του εφόσον βρίσκεται σε επαφή με τον δρόμο, χωρίς όμως τα ολισθαίνει (στην πραγματικότητα η βέλτιστη απόδοση επιτυγχάνεται με ένα μικρό ποσοστό ολίσθησης).
Το να διατηρείται ο τροχός και κατά συνέπεια το λάστιχο σε επαφή με το δρόμο, είναι θέμα των αμορτισέρ που εφόσον είναι σε καλή κατάσταση δεν το αφήνουν να χοροπηδά στις ανωμαλίες του δρόμου.
Τα αμορτισέρ είναι τα κίτρινα εξαρτήματα σ’ αυτά τα δύο συστήματα αναρτήσεων, που η καλή τους κατάσταση είναι καθοριστική για τη σωστή λειτουργία όλης της ανάρτησης, που με τη σειρά της δίνει στο αυτοκίνητο ασφαλή οδική συμπεριφορά και άνεση στους επιβάτες.

Δυσμενέστερη κατάσταση όμως είναι όταν το λάστιχο ολισθαίνει πλήρως πάνω στον δρόμο, όταν πχ ο τροχός έχει μπλοκάρει, οπότε δημιουργούνται και οι χαρακτηριστικές μαύρες γραμμές στην άσφαλτο.
Σ’ αυτή την περίπτωση, πρώτον η τριβή μειώνεται σημαντικά και δεύτερον ουσιαστικά δεν υπάρχει κατευθυντικότητα στο αυτοκίνητο.

ΑBS - ESP
Το παραπάνω ήταν ένα πολύ σοβαρό πρόβλημα στην προ ABS εποχή, που είχε προκαλέσει πολλά ατυχήματα.
Στα σύγχρονα αυτοκίνητα, το σύστημα ABS (υποχρεωτικό πλέον) δεν αφήνει τον τροχό να μπλοκάρει όσο βίαιο και αν είναι το φρενάρισμα, γι’ αυτό στα αυτοκίνητα αυτά ο οδηγός μπορεί να πατήσει με όλη του τη δύναμη το φρένο και να είναι βέβαιος ότι θα έχει το βέλτιστο φρενάρισμα και θα διατηρήσει και το «τιμόνι» του.

Προσοχή όμως, το φρενάρισμα θα είναι το καλύτερο δυνατόν για τις συγκεκριμένες συνθήκες δρόμου, ελαστικών και αμορτισέρ.
Σε δρόμο που γλιστράει, το φρενάρισμα θα είναι αναγκαστικά ανεπαρκές και η μόνη παρηγοριά θα είναι η δυνατότητα ελιγμού!

Οι μπλοκαρισμένοι τροχοί, που υποδηλώνονται από τα μαύρα σημάδια στην άσφαλτο, στερούν από τον οδηγό τη δυνατότητα διατήρησης της τροχιάς του, πράγμα που καταφέρνει με τη βοήθεια του ABS (δεξιά).

Μια άλλη σύγχρονη βοήθεια για τον οδηγό είναι τα συστήματα ελέγχου εκτροπής του αυτοκινήτου (ESP ή άλλο αντίστοιχο όνομα, δεν υπάρχει τυποποίηση όπως με το ABS).
Το αυτοκίνητο, εφόσον είτε ηθελημένα είτε από κακή εκτίμηση του οδηγού μπει σε μια στροφή με ταχύτητα που υπερβαίνει τα όρια πρόσφυσης των ελαστικών του για τις συγκεκριμένες συνθήκες, θα γλιστρήσει προς τα έξω.
Σπάνια όμως θα γλιστρήσει ομοιόμορφα, δηλαδή θα κινηθεί παράλληλα με την αρχική τροχιά του, συνήθως θα γλιστρήσει είτε περισσότερο το πίσω μέρος (υπερστροφή) είτε συνηθέστερα για τα  αυτοκίνητα με κίνηση εμπρός, το εμπρός μέρος (υποστροφή).

Ένας έμπειρος οδηγός, μέσα σε ορισμένα όρια πάντα, θα μπορέσει να ελέγξει την κατάσταση, το ESP όμως μπορεί να το κάνει για όλους!

Φρενάροντας επιλεκτικά τον κατάλληλο τροχό ή τροχούς, θα διατηρήσει το αυτοκίνητο στην τροχιά του κατά το δυνατόν, καλύτερα πάντως από τον μέσο οδηγό.
Και εδώ όμως, το σύστημα δεν μπορεί να υπερβεί τους φυσικούς νόμους.
Αν η ταχύτητά μας είναι υπερβολική για τις συνθήκες, το αυτοκίνητο μπορεί τελικά να βγει από τον δρόμο, έχοντας επιβραδύνει όμως αρκετά και χωρίς βίαιη εκτροπή.
 Με γκρίζο χρώμα, υποστροφή (αριστερά) και υπερστροφή (δεξιά), που βγάζουν από την τροχιά τους το αυτοκίνητο σε μια στροφή. Το ESP στο κίτρινο αυτοκίνητο, με επέμβαση στην ισχύ του κινητήρα και επιλεκτικό φρενάρισμα, εξουδετερώνει αυτές τις τάσεις έγκαιρα, πριν εξελιχθούν σε εκτροπή.

Φυσικά είναι συνετό να μην φτάνετε το αυτοκίνητό σας στο όριο, και να ελπίζετε ότι θα σας «ξελασπώσουν» οι αυτοματισμοί του.
Σαν γενικός κανόνας, εκτιμείστε την ταχύτητά σας σε σχέση με την καμπυλότητα της στροφής και τις συνθήκες του οδοστρώματος, και φρενάρετε όσο χρειαστεί ΠΡΙΝ από την είσοδο στη στροφή και όσο το αυτοκίνητο κινείται ακόμα σε ευθεία.

Και μία παρατήρηση: Επειδή στην Ελλάδα εύκολα ξοδεύουμε χρήματα για αλουμινένιες ζάντες και φαρδιά χαμηλοπρόφιλα λάστιχα (που έχουν πρόβλημα με τις λακκούβες), μια πολύ καλύτερη και ασφαλέστερη επένδυση κατά τη γνώμη του γράφοντος, θα ήταν η συχνότερη αντικατάσταση των ελαστικών, και μάλιστα με επώνυμες μάρκες.

Ωροσκόπιο - Επίλογος
Τέλος, ελέγξτε το ωροσκόπιό σας! Όχι για να δείτε τι θα σας συμβεί σήμερα, αλλά στατιστικά οι Αιγόκεροι, Σκορπιοί, αθλητές και νοσοκόμοι (-ες), έχουν λιγότερα ατυχήματα, ενώ στο άλλο άκρο βρίσκονται οι Δίδυμοι, Ταύροι, Δικηγόροι και Δικαστικοί!

Ανακτώντας (ελπίζουμε) τη σοβαρότητα, στη σύντομη αυτή παρουσίαση δεν θα μπορούσαμε φυσικά να αναφερθούμε ούτε σε όλα τα συστήματα του αυτοκινήτου ούτε με λεπτομέρειες, ελπίζουμε όμως να έχουμε δημιουργήσει κάποιο ενδιαφέρον και επιθυμία για περισσότερες πληροφορίες για τα θέματα αυτά.
Άλλωστε, στη συγκεκριμένη περίπτωση ισχύει, ότι η γνώση είναι ασφάλεια!

Μερικά λόγια για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Είναι γνωστά τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων σε σχέση με το περιβάλλον, αλλά και οι περιορισμοί τους σε σχέση με την αυτονομία και τον χρόνο επαναφόρτισης (τουλάχιστον προς το παρόν - αρχές δεκαετίας 2020).

Ένα εγγενές όμως πλεονέκτημα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι ότι δεν χρειάζονται κιβώτιο ταχυτήτων και φυσικά ούτε συμπλέκτη. Βέβαια ούτε τα αυτόματα συμβατικά αυτοκίνητα χρειάζονται αλλαγές ταχυτήτων από τον οδηγό, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν έχουν κιβώτιο ταχυτήτων, ούτε ότι οι (αυτόματες) αλλαγές είναι τόσο ομαλές ώστε να περνούν απαρατήρητες. Επιπλέον, όλος αυτός ο μηχανισμός είναι πολύπλοκος, βαρύς και ακριβός. Αντίθετα, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μπορούν να επιταχύνουν από στάση μέχρι την τελική ταχύτητά τους συνεχόμενα και με αδιάλειπτο τρόπο, χωρίς να χρειάζονται καθόλου αλλαγές ταχυτήτων (εκτός από κάποια ισχυρά σπορ αυτοκίνητα που όμως έχουν μόλις δύο ταχύτητες).

Ένα συγκριτικό διάγραμμα για τους πιο «ψαγμένους» παρουσιάζεται παρακάτω.

 

Διάγραμμα Μέγιστης Ροπής (lb-ft) / Ταχύτητας (mph), δύο συγκρίσιμων σε ροπή αυτοκινήτων, ενός ηλεκτροκίνητου Tesla Roaster και ενός βενζινοκίνητου αυτόματου Chevrolet Camaro RS. Πρόκειται για τη ροπή όπως φτάνει στους τροχούς. Πηγή εικόνας:https://allens-home.com/electric-vehicles-and-infinite-torque/ 

Είναι εμφανές το πλεονέκτημα του ηλεκτροκινητήρα του Tesla που μεταφέρει τη ροπή (δηλαδή τη δύναμή του) στο δρόμο με συνεχή και ομαλό τρόπο, σε αντίθεση με τον βενζινοκινητήρα του Camaro που χρειάζεται 4 αλλαγές ταχυτήτων (σχέσεων) πέρα από την πρώτη, με σημαντικές διακυμάνσεις ροπής, για να αξιοποιήσει πλήρως τον κινητήρα του. Βέβαια η τελική ταχύτητα του Camaro είναι αρκετά υψηλότερη, αλλά αυτό οφείλεται στη μεγαλύτερη ισχύ του κινητήρα του.

Είναι σαφές πάντως ότι η ροπή που φθάνει στους τροχούς γενικά πέφτει, καθώς η ταχύτητα αυξάνεται (όπως έχει εξηγηθεί στην αρχή του άρθρου). Αυτό είναι χαρακτηριστικό τόσο των ηλεκτροκινητήρων (από ένα σημείο και μετά), όσο και των θερμικών κινητήρων παρά τη χρήση κιβωτίου ταχυτήτων από τους τελευταίους. Είναι όμως φανερό και στις δύο περιπτώσεις, ότι υπάρχει μεγάλο πλεόνασμα ροπής στις μικρότερες ταχύτητες. Που πάει η διαφορά; Στην επιτάχυνση του αυτοκινήτου!

Γι’ αυτό και οι επιταχύνσεις είναι πιο έντονες στις μικρότερες ταχύτητες. Μόνον οι τιμές ροπής στην τελική ταχύτητα (200 και 800lb-ft αντίστοιχα στο διάγραμμα), είναι αυτές που αντιστοιχούν στη διατήρηση της ταχύτητας του αυτοκινήτου χωρίς τη δυνατότητα περαιτέρω επιτάχυνσης.

Είναι επίσης φανερό, ότι στην τελική ταχύτητα το Camaro (στα 146mph) απαιτεί πολύ περισσότερη ροπή από τον κινητήρα του σε σχέση με αυτήν που απαιτεί το Tesla στα 120mph, τόσο επειδή η αντίσταση του αέρα αυξάνεται εκθετικά με την ταχύτητα, όσο και επειδή το Camaro παρουσιάζει σαφώς μεγαλύτερη αεροδυναμική αντίσταση.

Για τα θέματα φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων, κοιτάξτε στο ΥΓ3 στο link: https://geometax12.blogspot.com/2023/02/blog-post_19.html, στο ίδιο blog.

Πηγή εικόνων: Google

                                                                                                            Γ. Μεταξάς