Waga rowerzysty a zasięg roweru elektrycznego – jaki ma wpływ?

Reklama

Czy cięższy rowerzysta przejedzie mniej kilometrów?

Jeżeli porównamy ten sam rower, tę samą trasę, podobną prędkość, poziom wspomagania i warunki pogodowe, większa masa całego zestawu będzie zazwyczaj oznaczała większe zapotrzebowanie na energię. W praktyce może więc prowadzić do krótszego zasięgu.

Nie oznacza to jednak, że osoba ważąca 100 kg przejedzie zawsze o określony procent mniej niż osoba ważąca 70 kg. Dużo zależy od charakteru trasy. Na płaskiej drodze różnica może być niewielka, natomiast przy wielu podjazdach i częstym rozpędzaniu roweru stanie się znacznie bardziej zauważalna.

Na zasięg wpływa przy tym nie tylko masa ciała. Silnik i rowerzysta muszą rozpędzać oraz przemieszczać również sam rower – łącznie z akumulatorem – a także sakwy, wodę, zapięcie i pozostałe wyposażenie. Dlatego lepiej patrzeć na masę całego zestawu, a nie wyłącznie na masę rowerzysty.

Dlaczego masa wpływa na zużycie energii?

Największa różnica pojawia się na podjazdach

Podczas jazdy pod górę rower wraz z rowerzystą trzeba unieść na większą wysokość. Energia potrzebna do tego rośnie proporcjonalnie do masy. Im cięższy zestaw i większe przewyższenie, tym więcej pracy trzeba wykonać przeciwko grawitacji.

Dobrze pokazuje to prosty przykład. Jeżeli masa całego zestawu zwiększy się o 20 kg, a trasa zawiera łącznie 500 metrów podjazdu, przyrost energii potencjalnej wynosi:

20 kg × 9,81 m/s² × 500 m ≈ 98 100 J ≈ 27,3 Wh

Z tego powodu masa ma dużo większe znaczenie na długich podjazdach niż podczas spokojnej jazdy po niemal płaskiej drodze.

Większa masa zwiększa opory toczenia

Siła oporu toczenia rośnie w przybliżeniu wraz z obciążeniem. Jej rzeczywista wartość zależy jednak również od konstrukcji i szerokości opony, ciśnienia oraz rodzaju nawierzchni.

Nie oznacza to, że cięższy rowerzysta powinien po prostu pompować opony do maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia. Przy większym obciążeniu ciśnienie zwykle trzeba nieco podnieść, szczególnie w przypadku węższych opon. Na nierównej nawierzchni zbyt wysokie ciśnienie może jednak pogarszać dopasowanie opony do podłoża i zwiększać straty wynikające z nierówności.

Ciśnienie trzeba więc dobrać do obciążenia, rodzaju opony i nawierzchni. Nie schodź poniżej minimalnego ani nie przekraczaj maksymalnego ciśnienia podanego dla opony oraz dopuszczonego przez producenta obręczy.

Cięższy zestaw wymaga więcej energii podczas przyspieszania

Znaczenie masy widać również podczas ruszania. Rozpędzenie cięższego zestawu do tej samej prędkości wymaga więcej energii. W mieście, gdzie często zatrzymujesz się na światłach, ten dodatkowy wydatek energii pojawia się przy każdym kolejnym ruszaniu.

Dodatkowe kilogramy mogą więc być bardziej odczuwalne podczas jazdy z częstym zatrzymywaniem się i ruszaniem niż przy jednostajnej jeździe po płaskiej drodze.

Kiedy masa rowerzysty ma największy wpływ na zasięg?

Na płaskiej drodze masa nadal wpływa między innymi na opory toczenia i energię potrzebną podczas przyspieszania, ale jej udział w całkowitych oporach jest zwykle mniejszy niż na trasie z dużym przewyższeniem.

Przy szybszej jeździe coraz ważniejsza staje się aerodynamika. Według Schwalbe na płaskiej drodze już w okolicach 20 km/h opór powietrza może stać się główną siłą oporu. Zależy on przede wszystkim od prędkości, pozycji na rowerze i powierzchni czołowej, a nie bezpośrednio od masy ciała.

Reklama

Ile zasięgu zabiera dodatkowe 10, 20 lub 30 kg?

Tego nie da się określić jedną wartością dla każdego roweru i każdej trasy. Na niemal płaskim odcinku dodatkowe 20 kg może powodować stosunkowo niewielką różnicę. Jeżeli jednak wycieczka obejmuje kilkaset metrów przewyższenia, wpływ dodatkowej masy stanie się znacznie wyraźniejszy.

Znaczenie mają też częstotliwość przyspieszania, prędkość, opony, nawierzchnia, poziom wspomagania oraz wkład samego rowerzysty. Dwa przejazdy na identycznym rowerze mogą więc dać zupełnie inne wyniki mimo takiej samej różnicy masy.

Najważniejsza zasada: zamiast przeliczać kilogramy na stały procent utraconego zasięgu, lepiej patrzeć na masę całego zestawu, profil wysokościowy trasy i rzeczywiste zużycie energii podczas jazdy.

Jak sprawdzić wpływ masy na zasięg własnego roweru?

Najbardziej użyteczny będzie pomiar wykonany na własnej trasie. Wybierz odcinek, który regularnie pokonujesz, i porównuj przejazdy wykonane w podobnych warunkach: przy zbliżonej temperaturze, prędkości, ciśnieniu w oponach i poziomie wspomagania.

Jeżeli rower lub aplikacja pokazuje zużycie energii w Wh/km, otrzymasz wygodny parametr do porównywania kolejnych przejazdów. Na jego podstawie można również orientacyjnie oszacować zasięg z danego akumulatora.

Jeżeli wyświetlacz pokazuje jedynie procent naładowania, potraktuj go jako wskaźnik porównawczy. Możesz na przykład sprawdzić, czy na tej samej 20-kilometrowej trasie przy podobnej pogodzie zużywasz zwykle 25%, czy 35% wskazania baterii. Nie zakładaj jednak, że każdy procent odpowiada dokładnie jednej setnej nominalnej pojemności akumulatora.

Dobrym przykładem ograniczeń katalogowego zasięgu są dane Shimano. Producent podaje wyniki dla ściśle określonych warunków testowych – między innymi rowerzysty o masie 80 kg, kadencji 60 obr./min i temperatury 23°C. Oznacza to, że wynik katalogowy nie jest uniwersalną wartością dla każdego użytkownika i każdej trasy.

Do wstępnego oszacowania dystansu możesz też wykorzystać kalkulator zasięgu roweru elektrycznego. Wynik traktuj orientacyjnie, ponieważ żaden kalkulator nie uwzględni idealnie wszystkich warunków konkretnego przejazdu.

Jak zwiększyć zasięg przy większej masie?

Nie używaj najmocniejszego wspomagania bez potrzeby

Mocny tryb wspomagania jest przydatny na podjazdach i podczas ruszania, ale zwykle oznacza większy udział silnika w napędzaniu roweru. Jeżeli zależy Ci na maksymalnym dystansie, na łatwiejszych odcinkach korzystaj z niższego poziomu wspomagania, a najmocniejsze ustawienie zostaw na sytuacje, w których rzeczywiście jest potrzebne.

Dobieraj odpowiednie przełożenie

W rowerach z silnikiem centralnym właściwe korzystanie z przerzutek pomaga utrzymywać napęd w korzystniejszym zakresie pracy. Zmień bieg na lżejszy jeszcze przed stromym podjazdem, zamiast próbować pokonywać wzniesienie na zbyt twardym przełożeniu.

Kontroluj ciśnienie w oponach

Przy większym obciążeniu ciśnienie zwykle trzeba nieco zwiększyć, ale nie istnieje jedna wartość właściwa dla wszystkich rowerów. Znaczenie mają szerokość i konstrukcja opony, nawierzchnia oraz zalecenia producenta. Nie schodź poniżej minimalnego ani nie przekraczaj maksymalnego ciśnienia przewidzianego dla opony i obręczy.

Nie woź niepotrzebnego ciężaru

Dodatkowy bagaż zwiększa masę zestawu, a więc także energię potrzebną podczas podjazdów i przyspieszania. Nie chodzi oczywiście o rezygnowanie z wody, narzędzi czy wyposażenia potrzebnego dla bezpieczeństwa. Przed długą wycieczką dobrze jednak sprawdzić, czy w sakwach nie znajdują się rzeczy, których faktycznie nie potrzebujesz.

Zostaw zapas energii

Nie planuj długiego przejazdu tak, aby teoretyczny zasięg kończył się dokładnie w miejscu docelowym. Przeciwny wiatr, niska temperatura, objazd albo większe przewyższenie mogą zwiększyć zużycie energii niezależnie od masy rowerzysty.

Więcej praktycznych metod znajdziesz w poradniku jak zwiększyć zasięg roweru elektrycznego.

Reklama

Na co zwrócić uwagę przy wyborze roweru dla cięższego użytkownika?

Nie warto sprowadzać wyboru roweru do momentu obrotowego silnika. Nie ma zasady mówiącej, że osoba przekraczająca określoną masę potrzebuje automatycznie napędu 80 czy 100 Nm.

Wyższy moment obrotowy silnika w rowerze elektrycznym może zapewniać mocniejsze wsparcie podczas ruszania i podjazdów, ale sam parametr Nm nie określa zasięgu. Na dystans dostępny z jednego ładowania wpływa między innymi ilość energii zgromadzonej w akumulatorze oraz sposób jej wykorzystania.

Nie ma również zasady, że cięższy rowerzysta musi kupić akumulator 625, 750 czy 800 Wh. Osoba ważąca więcej, ale pokonująca po płaskim mieście podobny dystans, może potrzebować mniej energii niż znacznie lżejszy użytkownik jeżdżący po stromych trasach.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa szczególnie ważne jest sprawdzenie dopuszczalnej masy całkowitej roweru elektrycznego. Producenci mogą różnie opisywać ten parametr, dlatego zawsze trzeba sprawdzić instrukcję lub specyfikację konkretnego modelu i ustalić, co dokładnie obejmuje podany limit.

Jeżeli interesuje Cię masa samego pojazdu, temu zagadnieniu poświęciliśmy osobny artykuł: ile waży rower elektryczny.

Co może mieć większy wpływ na zasięg niż sama masa?

Masa jest tylko jednym z elementów wpływających na zasięg. Na płaskiej drodze przy wyższej prędkości bardzo istotny staje się opór powietrza. Szybsza jazda może więc zwiększać zapotrzebowanie na energię bardziej niż stosunkowo niewielka różnica masy.

W typowym europejskim pedelecu wspomaganie jest stopniowo ograniczane i zanika przed osiągnięciem 25 km/h. Po przekroczeniu granicy wspomagania dalszy wzrost oporu powietrza obciąża przede wszystkim rowerzystę, ponieważ silnik nie pomaga już w napędzaniu roweru.

Duże znaczenie mają również poziom wspomagania, przewyższenie, częstotliwość ruszania, nawierzchnia, ciśnienie w oponach, temperatura akumulatora, wiatr oraz wkład samego rowerzysty. Katalogowego zasięgu nie należy więc traktować jak stałej cechy roweru.

Podobnie jest z akumulatorem. Większa liczba Wh oznacza większą ilość nominalnie zgromadzonej energii, ale sama pojemność nie określa jeszcze liczby kilometrów. Zależność tę dokładniej opisujemy w poradniku o pojemności baterii w rowerze elektrycznym.

Podsumowanie

Większa masa rowerzysty najbardziej daje o sobie znać podczas podjazdów i częstego rozpędzania roweru. Na płaskiej trasie jej wpływ może być wyraźnie mniejszy, zwłaszcza gdy większą część oporów powodują prędkość i opór powietrza.

Jeżeli chcesz wiedzieć, jaki zasięg możesz uzyskać w praktyce, najlepszym punktem odniesienia będą własne, powtarzalne przejazdy. Po kilku trasach w podobnych warunkach znacznie łatwiej ocenisz realny zapas energii niż na podstawie katalogowego zasięgu czy prostego przelicznika kilogramów na kilometry.

Źródła i materiały referencyjne

• Bosch eBike Systems – ładowanie i zasięg – informacje o czynnikach wpływających na zasięg roweru elektrycznego.
• Shimano – Riding Distance – oficjalne wyniki testów zasięgu wraz z warunkami testowymi, m.in. masą rowerzysty, kadencją, temperaturą i profilem trasy.
• Schwalbe – Tire Pressure – wpływ obciążenia, rodzaju opony i warunków jazdy na dobór ciśnienia.
• Schwalbe – Rolling Resistance – czym jest opór toczenia oraz jak wpływają na niego ciśnienie, szerokość i konstrukcja opony oraz nawierzchnia.
• Applied Energy – A study of the effects of input parameters on the dynamics and required power of an electric bicycle – model wymaganej mocy roweru elektrycznego uwzględniający m.in. masę rowerzysty i roweru, nachylenie, wiatr oraz opory ruchu; publikacja nie jest badaniem zasięgu akumulatora.