Розрахунок енергоефективності персонального електротранспорту: електромотоцикл, електроскутер, електричний велосипед, електротрайк.

Повний посібник для початківців, що вигідніше - бензин чи електрика?

Ви купили електроскутер, електровелосипед або електромотоцикл? Чудово! Але чи справді він економічніший за бензиновий? Як дізнатися реальні витрати на електроенергію? Скільки коштує один кілометр шляху? У цій статті ми покроково розберемо всі формули, пояснимо кожен параметр і навчимо вас самостійно розраховувати енергоефективність вашого електротранспорту. Навіть якщо ви не дружите з математикою — тут усе просто. Ми наведемо приклади для різних видів транспорту, порівняємо з бензиновими аналогами та покажемо, як заощадити тисячі гривень на рік.

Зміст

• Що таке енергоефективність електротранспорту?
• Головна формула для розрахунку витрат на 1 км
• Як дізнатися ємність акумулятора (просте пояснення)
• Як виміряти реальний запас ходу
• Розрахунок витрат на 1 км (покроково)
• Як перевести ват-години в гроші
• Порівняння з бензиновим транспортом
• Розрахунок вартості повної зарядки
• ККД зарядного пристрою та двигуна: чому витрати більші
• Як розрахувати час зарядки
• Як розрахувати пробіг за відомої витрати
• Річна економія: скільки ви заощадите
• Як самостійно виміряти реальну витрату (без спеціальних приладів)
• Шпаргалка: всі формули в одному місці
• Приклади розрахунків для 5 різних видів електротранспорту
• Чому формули можуть давати похибку?
• Як зменшити витрати електроенергії (практичні поради)
• Вплив температури, стилю їзди та тиску в шинах
• Розрахунок окупності електротранспорту
• Висновок

1. Що таке енергоефективність електротранспорту?

Енергоефективність — це скільки енергії споживає ваш транспорт на один кілометр шляху. Вимірюється у ват-годинах на кілометр (Вт·год/км). Чим менше це число, тим вигідніший транспорт. Для порівняння: добрий електровелосипед витрачає 10-20 Вт·год/км, електроскутер — 25-40 Вт·год/км, електромобіль — 150-250 Вт·год/км. Розуміння цього показника допомагає порівнювати різні моделі перед покупкою, планувати маршрути та контролювати витрати на електрику.

2. Головна формула для розрахунку витрат на 1 км

Базовий алгоритм такий: знаєте загальну енергію акумулятора та запас ходу — ділите одне на одне. Але давайте по порядку. Розглянемо кожен крок максимально детально, щоб навіть людина без технічної освіти змогла все зрозуміти.

Крок 1. Дізнайтеся ємність вашого акумулятора

На акумуляторі (або в технічних характеристиках) завжди вказано два числа: напруга (V, вольти) та ємність (Ah, ампер-години). Помноживши їх, ви отримаєте запасену енергію у ват-годинах (Вт·год). Це як літраж бензобака, тільки в електриці.

Формула: E_акб (Вт·год) = U (В) × C (А·год)

Приклад 1: акумулятор 60V 30Ah → 60 × 30 = 1800 Вт·год (або 1,8 кВт·год).

Приклад 2: акумулятор 48V 20Ah → 48 × 20 = 960 Вт·год.

Приклад 3: акумулятор 72V 40Ah → 72 × 40 = 2880 Вт·год.

Якщо на батареї написано лише 36V 10.4Ah, то множимо: 36 × 10,4 = 374,4 Вт·год.

Крок 2. Дізнайтеся реальний запас ходу

Запас ходу залежить від стилю їзди, ваги водія, рельєфу, температури, тиску в шинах. Виробник часто вказує оптимістичні цифри (в ідеальних умовах: рівна дорога, вітер у спину, водій 60 кг). Краще орієнтуватися на відгуки реальних власників або виміряти самостійно.

Як виміряти самостійно: Повністю зарядіть акумулятор, обнуліть одометр (або запишіть пробіг), їдьте у звичному режимі до розряду батареї (наприклад, до 20%). Потім запишіть пройдені кілометри. Якщо проїхали 65 км, а батарея показала 20% — значить, повний запас ходу приблизно 65 / 0,8 = 81,25 км. Округлимо до 80 км.

Приклад: акумулятор 60V 30Ah, ви проїхали 80 км до повного розряду — це і є ваш реальний запас ходу S.

Крок 3. Розрахуйте витрати на 1 км

Формула: E_км (Вт·год/км) = E_акб / S, де S — пробіг у км.

Приклад: 1800 Вт·год / 80 км = 22,5 Вт·год/км. Це ваша енергоефективність.

Чим нижчий цей показник, тим краще. Для електровелосипедів хороший показник — до 15 Вт·год/км, для скутерів — до 30 Вт·год/км.

3. Як перевести ват-години в гроші?

Вам потрібно знати тариф на електроенергію. В Україні для населення він становить близько 2,64 грн/кВт·год (до 100 кВт·год на місяць), але для прикладу візьмемо 5 грн/кВт·год, як ви просили. Для бензину візьмемо 80 грн/літр (середня ціна на А-95 на момент написання).

Вартість 1 км на електротязі

Формула: C_км (грн/км) = E_км (кВт·год/км) × тариф

Переведемо 22,5 Вт·год/км у кВт·год/км: 22,5 / 1000 = 0,0225 кВт·год/км.

Помножимо на тариф 5 грн/кВт·год: 0,0225 × 5 = 0,1125 грн/км (близько 11,25 копійки).

Тобто кожен кілометр на цьому скутері коштує вам приблизно 11 копійок.

Вартість 1 км на бензиновому аналозі

Візьмемо типовий 50-кубовий скутер, який витрачає 2,5 л бензину на 100 км. Витрата на 1 км: 2,5 / 100 = 0,025 л/км.

Вартість: 0,025 л/км × 80 грн/л = 2,0 грн/км.

Різниця колосальна: 0,1125 грн проти 2 грн — майже у 18 разів дешевше! Якщо взяти потужніший бензиновий скутер (3,5 л/100 км), то буде 2,8 грн/км, різниця ще більша.

4. Розрахунок вартості повної зарядки

Формула: C_зар (грн) = E_акб (кВт·год) × тариф

Для нашого акумулятора 1,8 кВт·год: 1,8 × 5 = 9 грн за повну зарядку.

За ці 9 грн ви проїжджаєте 80 км, тобто 1 км коштує 0,1125 грн (підтверджується).

Для порівняння: заправити бензиновий скутер на 80 км коштуватиме 80 км × 2,0 грн/км = 160 грн. Різниця — 151 грн на користь електрики.

5. Як врахувати ККД зарядного пристрою та двигуна

Реальний ККД системи (зарядний пристрій + контролер + двигун) зазвичай становить 80-90%. Тобто з розетки ви споживаєте більше, ніж запасає акумулятор. Втрати йдуть на тепло, роботу вентилятора тощо.

Формула корисної енергії на колесі: E_{корисна} = E_акб × η, де η = 0,85 (85%).

Приклад: 1800 × 0,85 = 1530 Вт·год реально доходить до колеса, решта 270 Вт·год (15%) втрачається.

Але ви платите за всю енергію з розетки, тому краще рахувати за спожитою енергією. Якщо ви точно знаєте споживання з мережі (наприклад, лічильник показав 2,1 кВт·год за зарядку), то беріть його. Тоді вартість 1 км буде трохи вищою: (2,1 кВт·год × 5 грн) / 80 км = 0,131 грн/км.

6. Розрахунок часу зарядки

Формула: t (год) = C (А·год) / I (А), де I — струм зарядного пристрою.

На зарядному пристрої зазвичай пишуть вихідну напругу та струм (наприклад, 60V 4A). Тоді t = 30 А·год / 4А = 7,5 години. Це добре узгоджується з паспортними 6-8 год.

Якщо струм невідомий, можна виміряти час зарядки секундоміром або порахувати, знаючи потужність зарядного пристрою (наприклад, 250 Вт). Тоді час = E_акб (Вт·год) / потужність ЗП (Вт). Для 1800 Вт·год / 250 Вт = 7,2 год.

7. Як розрахувати пробіг, знаючи витрати на 1 км?

Якщо ви виміряли реальну витрату (наприклад, 22,5 Вт·год/км), то запас ходу від повної батареї:

S = E_акб / E_км = 1800 / 22,5 = 80 км.

Це корисно, коли ви хочете прикинути, чи вистачить заряду до певної точки. Наприклад, до роботи 25 км, то 80 км вистачить з запасом.

8. Порівняння з бензином: скільки ви економите за рік?

Припустимо, ви проїжджаєте 5000 км на рік (типовий пробіг міського жителя).

• Витрати на електроенергію: 5000 км × 0,1125 грн/км = 562,5 грн.
• Витрати на бензин: 5000 км × 2,0 грн/км = 10000 грн.
• Економія: 10000 - 562,5 = 9437,5 грн на рік.

Якщо пробіг 10000 км/рік, то економія сягає 18875 грн. За два роки ви заощаджуєте ціну нового електроскутера.

Додайте сюди відсутність витрат на масло, свічки, ремені, повітряні фільтри, а також значно нижчу вартість техобслуговування (електродвигун майже не зношується). Окупність настає ще швидше.

9. Як самостійно виміряти реальну витрату (без спеціальних приладів)

Найточніший спосіб — встановити ватметр (енерголічильник) між розеткою та зарядним пристроєм. Такі пристрої коштують від 200 грн і дозволяють побачити реальне споживання в кВт·год. Запишіть, скільки кВт·год спожилося за повний цикл зарядки. Потім проїдьте до повного розряду і поділіть спожите на кілометри.

Якщо ватметра немає, орієнтуйтеся на паспортні дані акумулятора, але пам'ятайте, що реальна витрата може бути на 10-20% вищою через втрати. Також можна скористатися бортовим комп'ютером (якщо є), який показує миттєву та середню витрату енергії.

10. Шпаргалка: всі формули в одному місці

• Енергія акумулятора (Вт·год) = Напруга (В) × Ємність (А·год)
• Витрата на 1 км (Вт·год/км) = Енергія акумулятора (Вт·год) / Пробіг (км)
• Витрата на 1 км (кВт·год/км) = (Вт·год/км) / 1000
• Вартість 1 км на електротязі (грн) = Витрата (кВт·год/км) × Тариф (грн/кВт·год)
• Вартість повної зарядки (грн) = Енергія акумулятора (кВт·год) × Тариф
• Час зарядки (год) = Ємність акумулятора (А·год) / Струм заряду (А)
• Час зарядки (год) = Енергія акумулятора (Вт·год) / Потужність ЗП (Вт)
• Для бензину: Витрата на 1 км (л/км) = (Літри на 100 км) / 100
• Вартість 1 км на бензині (грн) = Витрата (л/км) × Ціна бензину (грн/л)
• Економія за рік = (Вартість 1 км бензину - Вартість 1 км електро) × Річний пробіг

11. Приклади розрахунків для 5 різних видів електротранспорту

Приклад 1: Електровелосипед (48V 20Ah, пробіг 60 км)

E_акб = 48 × 20 = 960 Вт·год.
E_км = 960 / 60 = 16 Вт·год/км.
Вартість 1 км (тариф 5 грн): 0,016 × 5 = 0,08 грн/км (8 коп.).
Вартість зарядки: 0,96 × 5 = 4,8 грн.
Бензиновий аналог (мотоцикл 125 куб.см, 3 л/100 км): 0,03 × 80 = 2,4 грн/км. Економія — 30 разів.
Річна економія при пробігу 3000 км: 3000 × (2,4 - 0,08) = 6960 грн.

Приклад 2: Електроскутер (60V 30Ah, пробіг 80 км)

Розрахували вище: 0,1125 грн/км. Бензиновий аналог (скутер 50 куб.см, 2,5 л/100 км): 2,0 грн/км. Економія в 17,8 раза. При пробігу 5000 км/рік економія ≈ 9437 грн.

Приклад 3: Електроскутер потужний (72V 40Ah, пробіг 100 км)

E_акб = 72 × 40 = 2880 Вт·год.
E_км = 2880 / 100 = 28,8 Вт·год/км.
Вартість 1 км: 0,0288 × 5 = 0,144 грн/км (14,4 коп.).
Бензиновий аналог (125 куб.см, 3 л/100 км): 2,4 грн/км. Економія в 16,7 раза.

Приклад 4: Електромобіль (400V 100Ah, пробіг 300 км)

E_акб = 400 × 100 = 40000 Вт·год = 40 кВт·год.
E_км = 40000 / 300 ≈ 133 Вт·год/км.
Вартість 1 км: 0,133 × 5 = 0,665 грн/км.
Бензиновий автомобіль (8 л/100 км): 0,08 × 80 = 6,4 грн/км. Економія в 9,6 рази.
Річна економія при 15000 км: 15000 × (6,4 - 0,665) = 86025 грн.

Приклад 5: Електросамокат (36V 10Ah, пробіг 30 км)

E_акб = 36 × 10 = 360 Вт·год.
E_км = 360 / 30 = 12 Вт·год/км.
Вартість 1 км: 0,012 × 5 = 0,06 грн/км (6 коп.).
Бензинового аналога немає, порівнюємо з громадським транспортом (20 грн за поїздку). Очевидна вигода.

12. Чому формули можуть давати похибку?

• Виробник вказує ємність акумулятора за ідеальних умов (25°C, новий акумулятор). З часом ємність зменшується (після 500 циклів може впасти на 20%).
• Запас ходу сильно залежить від стилю їзди (різке прискорення, висока швидкість). На швидкості 60 км/год витрата може бути вдвічі вищою, ніж на 30 км/год.
• На холоді (нижче 0°C) ємність літієвих батарей падає на 20-30%, а при -20°C може впасти вдвічі.
• ККД зарядного пристрою не 100%, частина енергії йде в тепло (наприклад, 90% ККД).
• Підйоми, вітер, бруд, низький тиск у шинах збільшують витрату.

Тому для точних розрахунків краще робити практичні виміри в реальних умовах експлуатації.

13. Як зменшити витрати електроенергії (практичні поради)

• Підтримуйте оптимальний тиск у шинах (згідно з рекомендаціями виробника). Знижений тиск збільшує опір коченню на 10-20%.
• Уникайте різких стартів і гальмувань — плавна їзда економить до 30% енергії.
• Їдьте з помірною швидкістю (30-40 км/год для скутера, 20-25 км/год для велосипеда). На високих швидкостях опір повітря зростає квадратично.
• Своєчасно заряджайте акумулятор, не допускайте глибокого розряду нижче 20%.
• Використовуйте рекуперативне гальмування (якщо передбачено), це повертає до 10% енергії.
• Тримайте акумулятор у теплі взимку (зберігайте вдома, вставляйте перед поїздкою).
• Регулярно змащуйте ланцюг і рухомі частини (для велосипедів).
• Зменшіть вагу, яку перевозите (зайві речі в кофрі).

14. Вплив температури, стилю їзди та тиску в шинах (таблиця)

Для наочності наведемо приблизні коефіцієнти впливу на витрату енергії:

• Температура +20°C → коефіцієнт 1,0 (базовий)
• Температура 0°C → коефіцієнт 1,15 (витрата зростає на 15%)
• Температура -10°C → коефіцієнт 1,3
• Агресивна їзда (різкі прискорення, швидкість >50 км/год) → коефіцієнт 1,4-1,6
• Тиск у шинах на 0,5 бар нижче норми → коефіцієнт 1,1
• Сильний зустрічний вітер (10 м/с) → коефіцієнт 1,2-1,3
• Підйом 5% (5 м підйому на 100 м) → коефіцієнт 1,15-1,2

15. Розрахунок окупності електротранспорту

Припустимо, ви купили електроскутер за 40000 грн. Витрати на бензин для аналогічного бензинового скутера за рік (5000 км) = 10000 грн. Витрати на електрику за рік = 562,5 грн. Економія на паливі за рік = 9437,5 грн. Плюс відсутність витрат на масло (приблизно 1000 грн/рік), свічки (200 грн), ремені (500 грн) тощо. Разом економія понад 11000 грн/рік. Термін окупності = 40000 / 11000 ≈ 3,6 року. Але якщо врахувати, що бензиновий скутер також коштує грошей (наприклад, 25000 грн), то різниця в ціні 15000 грн окупається за 1,5 року. Далі чиста економія.

16. Висновок

Розрахунок енергоефективності електротранспорту — це просто: знаєте напругу, ємність і пробіг — можете дізнатися вартість кожного кілометра. За цінами 5 грн/кВт·год та 80 грн/л бензину електротранспорт вигідніший у 10-30 разів залежно від типу. Використовуйте наші формули, щоб порівнювати різні моделі перед покупкою або просто контролювати свої витрати. А головне — ви отримуєте не тільки економію, а й задоволення від тихої, потужної та екологічної їзди. Цей посібник охоплює всі основні аспекти розрахунків. Тепер ви можете самостійно підставити параметри свого акумулятора, пробіг, місцевий тариф на світло та ціну бензину і дізнатися, скільки реально заощаджуєте. Вдалих і безпечних поїздок!