विद्युत शक्तीवर चालणाऱ्या वाहनांचे प्रामुख्याने विद्युत वाहन आणि संकरित (hybrid) विद्युत वाहन असे दोन प्रकार आहेत.
अ) विद्युत वाहन :
पार्श्वभूमी : टॉमस डाव्हेनपोअर्ट (Thomas Davenport) यांनी १८३४ मध्ये बॅटरीवर चालणारे विद्युत वाहन तयार केले. यासाठी वापरलेली बॅटरी प्रभारित करता येईल अशी नव्हती (non-chargeable). त्यामुळे एकदा वापरून झालेली बॅटरी टाकून देऊन त्याजागी नवीन बॅटरी बसवावी लागत असे. ही पद्धत आर्थिक दृष्ट्या परवडणारी नव्हती. फ्रँक स्प्रेग (Frank Sprague) यांनी १८७४ मध्ये प्रभारित करता येईल अशा (Chargeable) लेड अम्लीय बॅटरीचा उपयोग करून विद्युत वाहन तयार केले. तेव्हापासून म्हणजे गेल्या १५० वर्षांपासून विद्युत वाहन तयार करण्यासाठी अनेक प्रयोग केले गेले. आज जगातील बहुतेक सर्व वाहन निर्माण करणाऱ्या कारखान्यांमध्ये उत्तम दर्जाची विद्युत वाहने तयार करण्याचे प्रयत्न केले जात आहेत.
पेट्रोल व डीझेलच्या साहाय्याने चालणारी वाहने : सध्या दोन चाकी, तीन चाकी किंवा चार चाकी बहुसंख्य वाहने पेट्रोल किंवा डीझेल इंधनावर चालतात. ही वाहने आणि वर वर्णन केलेली विद्युत वाहने यामध्ये मुख्य फरक असा की, या वाहनांमध्ये बॅटरी व विद्युत चलित्र याऐवजी अंतर्दहन अभियंत्र (Internal combustion engine) वापरले जाते. या अभियंत्रास पेट्रोल किंवा डीझेल यांपासून ऊर्जा घ्यावी लागते.
सध्या, संपूर्ण जगात, पेट्रोल व डीझेलची वाहने मोठ्या प्रमाणात वापरली जात आहेत. साधारण २०५० पर्यंत जगाची लोकसंख्या दीडपट होईल आणि वाहनांची गरज दुपटीने वाढेल. ही वाहने पेट्रोल किंवा डीझेल यांवर चालणारी असतील, तर फार मोठ्या प्रमाणात वाहनांच्या धुराचे उत्सर्जन होईल. स्वाभाविकपणे जगातील सर्व शहरांवर प्रदूषणाचा एक जाड थर तयार होईल आणि ही गोष्ट सर्व मानवजातीला हानिकारक असेल.यासाठी उत्सर्जन नसलेली वाहने म्हणजे विद्युत वाहने वापरणे हाच एकमेव पर्याय आहे.
विद्युत वाहनाचे मूलभूत कार्यतत्त्व : विद्युत वाहनांमध्ये संकर्षणासाठी (Traction) विद्युत चलित्र (Electrical motor) व रासायनिक बॅटरी वापरली जाते. काही आधुनिक वाहनांमध्ये बॅटरीऐवजी उच्च क्षमता असलेले धरित्र (Ultra-capacitor) देखील वापरले जातात. बॅटरीमध्ये साठवलेली ऊर्जा विद्युत चलित्रास दिली जाते. यांत्रिक पारेषण व्यवस्थेच्या (Mechanical transmission system) साहाय्याने हे विद्युत चलित्र वाहनाच्या चाकांशी जोडले जाते आणि यामुळे वाहन चालू लागते.
अंतर्दहन अभियंत्र वापरणारी वाहने व विद्युत वाहने यांचे तुलनात्मक स्वरूप : अंतर्दहन अभियंत्राच्या तुलनेने विद्युत चलित्र वापरण्यामध्ये खूप फायदे आहेत.
१) विद्युत वाहनांमध्ये पेट्रोल किंवा डीझेल यांसारखे पदार्थ वापरले जात नसल्याने, या वाहनांमुळे कोणत्याही प्रकारे प्रदूषण होत नाही.
२) अंतर्दहन अभियंत्राच्या तुलनेने, विद्युत चलित्राची निर्मिती करणे खूप सोपे असते.
३) तुलनात्मक दृष्ट्या, विद्युत चलित्राची किंमत कमी असते.
४) अंतर्दहन अभियंत्रापेक्षा विद्युत चलित्राची कार्यक्षमता जास्त असते.
५) विद्युत चलित्राचा परिरक्षा खर्च (Maintenance cost) अंतर्दहन अभियंत्रापेक्षा कमी असतो.
६) विद्युत चलित्राचा एक विशेष गुणधर्म आहे. अंतर्दहन अभियंत्राच्या तुलनेने, विद्युत चलित्र, उच्च आरंभ मोटन त्वरण (High starting torque) निर्माण करते. त्यामुळे वाहन अत्यंत जलद गतीने सुरू होऊ शकते.
विद्युत वाहनामधील त्रुटी : वाहनाची बॅटरी एकदा प्रभारित केल्यानंतर ते वाहन ८०—१०० किमी. इतके अंतर कापू शकते. याउलट अंतर्दहन अभियंत्र वापरणारे वाहन पुरेसे पेट्रोल किंवा डीझेल भरल्यानंतर ६०० — ८०० किमी. इतके अंतर कापू शकते.
आ) संकरित विद्युत वाहन :
मूलभूत कार्यतत्त्व : सर्वसाधारणपणे संकरित विद्युत वाहनामध्ये दोन्ही प्रकारच्या ऊर्जा वापरल्या जातात. यामुळे दोन्ही ऊर्जांकडून मिळणारे फायदे एकाच वाहनामध्ये मिळतात. अशा प्रकारच्या वाहनाचे कार्यतत्त्व आ. २ मध्ये दाखवले आहे.
आ. २ वरून असे लक्षात येते की, वाहन चालवण्यासाठी दोन्ही ऊर्जांचा वापर केलेला आहे. याठिकाणी अशी योजना केलेली असते की, वाहन चालवताना
१) फक्त विद्युत ऊर्जा वापरली जाईल किंवा
२) फक्त पेट्रोल, डीझेल यांपासून मिळणारी ऊर्जा वापरली जाईल किंवा
३) दोन्ही ऊर्जा एकत्रितपणे वापरल्या जातील आणि त्या ऊर्जांचे प्रमाण आवश्यकतेनुसार कमी-जास्त करता येईल.
संकरित वाहनांची वैशिष्ट्यपूर्ण रचना : अंतर्दहन अभियंत्राच्या तुलनेने विद्युत चलित्र उच्च आरंभ मोटन त्वरण निर्माण करते. या गुणधर्माचा फायदा मिळवण्यासाठी दोन्ही ऊर्जांचा उपयोग वेगळ्या पद्धतीने केला जातो. या पद्धतीमध्ये अंतर्दहन अभियंत्राच्या साहाय्याने विद्युत जनित्र (Generator) फिरवले जाते आणि या जनित्रापासून मिळालेली विद्युत ऊर्जा चलित्रास दिली जाते. या रचनेमुळे दोन्ही ऊर्जा विद्युत चलित्रास दिल्या जातात आणि हे चलित्र मोठ्या प्रमाणावर आरंभ मोटन त्वरण निर्माण करू शकते. आ. ३ मध्ये ही रचना दाखवलेली आहे.
संदर्भ :
• Denton, Tom Electric and Hybrid Vehicles, Routledge Publications.
• Ehsani, Mehrdad; Emadi, Ali; Gao, Yimin Modern Electric, Hybrid and Fuel Cell Vehicles – Fundamentals, CRC Press Publications.
• Rashid, Muhammed H. Modern Electric, Hybrid and Fuel Cell Vehicles, University of West Florida Publications.
समीक्षण : ए. ए. धर्मे