Ekspozycja na pole elektromagnetyczne w samochodach elektrycznych

Eksploatacja pojazdów samochodowych o napędzie elektrycznym lub hybrydowym (PS-EH) nierozerwalnie związana jest z koniecznością ładowania źródeł energii elektrycznej w pojazdach (akumulatorów lub tzw. superkondensatorów). Ładowanie akumulatorów odbywa się przewodowo w stacjach ładowania (np. zlokalizowanych w zajezdniach autobusowych lub na przystankach końcowych), bądź bezprzewodowo (np. za pomocą układów indukcyjnych umieszczonych pod powierzchnią jezdni na parkingach).

Rozwój technologii samochodów elektrycznych

Pojazdy samochodowe elektryczne i hybrydowe (PS-EH) najczęściej wykorzystują akumulatory litowo-jonowe z gęstością energii ok. 250 Wh/kg, co przy jej zużyciu na poziomie 250 Wh/km pozwala na oszacowanie niezbędnej masy pakietu akumulatorów zapewniających zakładany zasięg przejazdu (obecnie maksymalnie do ok. 400 km), który można pokonać bez doładowania. Zasięg ten istotnie zależy od warunków panujących na drodze, średniej prędkości, z jaką porusza się pojazd, oraz stylu jazdy. Akumulatory są najdroższym elementem PS-EH. Krytyczne dla rozszerzenia stosowania EV jest obniżenie kosztu wytworzenia akumulatorów, ale także opracowywanie nowych ich rodzajów, cechujących się większymi gęstościami energii (np. rozwijana technologia akumulatorów o stałym elektrolicie, pozwala na podniesienie gęstości energii z 250 do 500 Wh/kg).

Pole elektromagnetyczne w PS-EH – źródła

Silniki napędowe (typowo prądu przemiennego lub sporadycznie prądu stałego), układy zasilające (np. instalacja elektryczna, przetworniki AC/ DC i DC/AC, instalacje indukcyjne) i zewnętrzna infrastruktura zasilająca są źródłami pola elektromagnetycznego o zróżnicowanych parametrach zmienności w czasie (klasyfikacja według polskiego prawa pracy):

• pola magnetostatycznego (PMS) – emitowanego przez instalację ładowania akumulatorów, instalację zasilającą i silniki prądu stałego, oraz instalację prądu DC
• pola quasi-statycznego (PQS) – o częstotliwościach z przedziału ok. 20-600 Hz, zależnie od trybu jazdy (emitowanego przez silniki napędowe i zasilającą je instalację prądu zmiennego), oraz ok. 20-100 kHz (emitowanego przez bezprzewodową instalację ładowania akumulatorów),
• zróżnicowane wyposażanie PS-EH transportu publicznego emituje pola wielkiej częstotliwości (PWCZ) lub promieniowanie mikrofalowe (PMF), np.:
• kasowniki elektroniczne w autobusach, pracujące w systemie RFID (Radio Frequency IDen- tification) – PWCZ o częstotliwości ok. 13,6 MHz
• anteny systemu łączności bezprzewodowej Wi-Fi – PMF o częstotliwości ok. 2,45 GHz.

Upowszechnienie stosowania takich pojazdów przyczyni się do zwiększenia liczby źródeł pola elektromagnetycznego w środowisku, co spowoduje również oddziaływanie tego pola elektromagnetycznego na ludzi i obiekty materialne w przestrzeni otaczającej wspomnianą infrastrukturę techniczną. Codzienna ekspozycja na pole elektromagnetyczne może dotyczyć zatem, szacunkowo, co najmniej kilku tysięcy pracowników kierujących samochodami elektrycznymi oraz kilkuset tysięcy pasażerów, w tym pracowników w drodze do/z pracy.

Narażenie na pole elektromagnetyczne użytkowników samochodów elektrycznych

Codzienna ekspozycja na pole elektromagnetyczne w PS-EH może dotyczyć licznej grupy kierujących pojazdami oraz pasażerów, w tym pracowników w drodze do/z pracy.

Przeprowadzona analiza danych literaturowych oraz rozpoznanie i ocena ekspozycji na pole elektromagnetyczne związane z użytkowaniem stosunkowo małej mocy osobowych PS-EH wykazały ich relatywnie niski poziom przy znacznej złożoności charakterystyki tych pól (udział składowych o różnych częstotliwościach oraz znaczną dynamikę zmienności w czasie). W przeprowadzonych badaniach własnych częstotliwość pola elektromagnetycznego emitowanego przez instalację zasilającą i układy napędowe samochodu o napędzie całkowicie elektrycznym (EV) oraz o napędzie hybrydowym (HEV) zawierały się w paśmie 20-300 Hz. Badania te wykazały również, że lokalizacja elementów instalacji zasilającej (przetwornik DC/AC, kable łączące przetwornik z silnikiem elektrycznym) i ich odległość od foteli osób podróżujących samochodem znacząco wpływa na poziom ich ekspozycji, a także jej formalną ocenę.

Zobacz też: