Automobily na solární pohon – slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

Charakteristiky těchto automobilů jsou vývoj a pravděpodobné vyhlídky na výrobu automobilů na solární pohon. Video užitkových vozidel na solární pohon.

Obsah článku:

  1. Desetiletí evoluce
  2. Projekty a vyhlídky
  3. Proč je solární energie lepší než elektrická
  4. Solární hybridy
  5. Existuje šance na „sluneční auta“
  6. Budoucnost „solárních automobilů“
  7. Video užitkových vozidel na solární pohon

31. srpna 1955 se malé auto – pouhých 15 palců (38 cm) dlouhé – stalo hlavním lákadlem v General Motors Powerama v Chicagu. Nebyla to hračka, ale vůbec první auto na solární pohon. Přesněji řečeno, futuristická miniatura, ve které byl učiněn pokus položit základ budoucnosti, kde budou automobily fungovat na úkor čistého, nevyčerpatelného zdroje energie – slunce.

Myšlenka, že automobily mohou fungovat zcela na solární energii, se v dnešní době prosazuje, přičemž řešení klimatické krize je na prvním místě. Jedním z jeho hlavních cílů je přehodnotit, jak se lidé pohybují. Proč tedy o 65 let později není automobilový trh plný alternativní dopravy na solární energii?

Desetiletí evoluce

Automobily na solární pohon - slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

První model „solárního automobilu“ nebyl podle konvenčních standardů osobní automobil – pouze model. Nápad Williama G. Cobba z General Motors, přezdívaného Sunmobile, představoval 12 solárních článků připevněných ke střeše, aby generovaly energii potřebnou k pohybu malého vozidla. Realizace tohoto konceptu v reálném životě byla nemožná, protože maximální výkon vyprodukovaný solárními panely nestačil na pohon žádného z automobilů té doby, ale Sunmobile namaloval obrázek, kam by mohl automobilový průmysl směřovat. Toto byl první z mnoha prototypů.

První „solární“ model v životní velikosti se objevil o několik let později – v roce 1960. Americká společnost International Rectifier převedla z roku 1912 Baker Electric na auto na solární pohon schopné zrychlit na 20 km / h a řídit tři hodiny.

Bluebird, postavený Edem Passenerim v roce 1977, je mnohými považován za první skutečné solární vozidlo. Experimentální model měl tři kola a mohl být poháněn energií generovanou fotovoltaickými články bez použití baterie.

V roce 1982 se The Quiet Achiever stal prvním automobilem na solární pohon schopný cestovat na dlouhé vzdálenosti. Cestoval 2 485 mil (4 000 km) a cestoval ze západního pobřeží Austrálie na východní pobřeží, což trvalo necelých 20 dní.

V 80. letech proběhla konečná zkouška vozidel na solární pohon – závodění. V roce 1985 se ve Švýcarsku konala první oficiální solární automobilová soutěž: Tour de Sol.

Nejslavnější závod doposud, World Solar Challenge, se poprvé konal v roce 1987. Nyní se akce koná každé dva roky a jejími hlavními účastníky jsou univerzitní a firemní týmy. Solární vozy pokryté energetickými panely (obvykle jeden čtverec) a pohybující se na 3-4 miniaturních kolech si navzájem konkurují. Vypadají spíše jako boby než jako auta, ale tento zázrak moderního inženýrství je schopen rychlostí přesahující 80 km / hs nižší spotřebou energie než vysoušeč vlasů. Tato technika není zdaleka proveditelným analogem moderních automobilů, ale umožňuje analyzovat a vylepšovat technologii.

Podobná soutěž se pravidelně koná v Austrálii a sdružuje více než 50 mezinárodních týmů z desítek zemí. Ale mimo závodní svět se fotovoltaické články na automobilovém trhu dosud nerozšířily. Hlavní překážky jsou:

  • neúnosně vysoké náklady spojené se zaváděním technologie;
  • prostor omezující počet panelů umístěných na vozidle;
  • vzdálenost, kterou je auto schopné ujet;
  • rychlost, kterou může vyvinout.

Projekty a vyhlídky

Automobily na solární pohon - slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

Existuje řada iniciativ solárních vozidel, které se pokusily otevřít dveře spotřebiteli. Jedním z nejvíce mluvených je Lightyear One, solární elektrický vůz s dlouhým doletem (725 km WLTP), který je nezávislý na síti. Využívá fotovoltaické články, které podle jeho tvůrců mohou poskytnout o 20 procent více energie než tradiční články a pracovat samostatně, i když některé z nich jsou ve stínu. S cenou 150 000 eur to není pro většinu automobilových nadšenců přijatelná volba, ale tento nápad má zajímavé vyhlídky.

Další podobné auto je Sono Sion . Využívá 248 solárních článků rozptýlených po celém „těle“, které poskytují kromě dojezdu 250 mil (250 km), který lze napájet z baterie, další dojezd 34 mil. Plná autonomie stroje je zajištěna na krátké vzdálenosti. Cena je 25 500 eur.

Mnoho životaschopných projektů se zastavilo kvůli finančním omezením. Jedním z takových případů je dvoumístný vůz navržený ve Španělsku pro cestování po městě. Cena je dostupná – 5 000 eur, ale tým, který stojí za projektem, nedávno oznámil, že s iniciativou končí kvůli nedostatku finančních prostředků na výrobu prvních jednotek.

Proč je solární energie lepší než elektrická

Automobily na solární pohon - slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

Soukromé automobily vytvářejí až 73 procent emisí životního prostředí. Přesunutí elektromobilů k masám sníží znečištění, ale nikoli jej eliminovat. Elektrárny, elektrické vedení, nabíjecí komunikace – to vše škodí přírodě a skrývá se před očima běžných uživatelů. Je zaručeno, že vozidlo na plný solární pohon bude čisté a bez nebezpečných výfukových plynů, jako jsou elektrická vozidla.

Zatímco realita cenově dostupného hromadně vyráběného solárního vozidla zůstává snem, solární energie může pomoci i jinými způsoby. Například když auta nejsou vybavena solárními panely, ale jsou napájena elektřinou generovanou z externích baterií umístěných na střeše domu, garáže atd.

Existuje také možnost (již testována na různých komerčních modelech) umístit solární panely na střechy automobilů jako další zdroj energie, který není určen ke skutečnému pohybu automobilu, ale k jiným účelům – například k pohonu vzduchu kondicionér.

Solární hybridy

Automobily na solární pohon - slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

V současné době neexistují žádná plně produkční vozidla na solární pohon. Objevila se však řada hybridů, které přidávají solární technologii k elektrickým. Auta jako Sono Motors Sion, Lightyear One a Toyota Solar Prius vyrazí na cestu v příštích několika letech.

Sono Motors je německý startup elektrických vozidel. Sion bude v zásadě samonabíjecí elektromobil s vestavěnými solárními panely, který bude schopen napájet auto, i když není zapojeno do sítě. Jednou z nejzajímavějších funkcí je systém čištění vzduchu: prameny ostrovního mechu, integrované do palubní desky, filtrující vzduch, regulující teplotu a vlhkost.

Lightyear One, představený v roce 2019 a vyvinutý týmem studentů techniky, který vyhrál závody World Solar Challenge v letech 2013, 2015 a 2017, je také hybridním elektrickým vozidlem na solární pohon. Očekává se, že základní „letový dosah“ stroje bude 725 km a každá hodina strávená na slunci zvětší cestovní dosah přibližně o 12 km. Auto je rozhodně luxusní. Spuštění je naplánováno na rok 2021.

Třetím průkopníkem je Toyota Solar Prius . Aktuální Prius již nabízí solární panely jako volitelnou možnost, ale nový Solar bude mít jedinečné solární panely – ultratenké panely vyvinuté společností Sharp a běžně používané na satelitech. Očekává se, že budou poskytovat mnohem vyšší účinnost než křemíkové články, které jsou základem nejdostupnějších solárních systémů, a zvýší dosah o 56 km.

Existuje šance na „sluneční auta“

Automobily na solární pohon - slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

Jak účinné budou tyto stroje, je těžké říci, dokud nebudou testovány životem. Věda zřídka říká „ne“ přímo, ale v tomto případě vyžaduje opatrnost. Odborníci odhadují, že ani energeticky nejúčinnější solární panely nebudou pro auto s dojezdem srovnatelným s dnešními elektrickými vozidly stačit – pokud nebudete čekat několik dní, než se auto nabije přirozeně. To je způsobeno údaji o tom, kolik energie mohou solární panely shromáždit.

Na každý metr čtvereční Země se během dne spotřebuje asi 1 kilowatt sluneční energie (skutečné množství se liší místo od místa – od 0,2 kW v Norsku po 2 kW v Saúdské Arábii). To znamená, že hypoteticky může i superefektivní solární panel, který zachycuje 100 procent sluneční energie, sklízet pouze 1 kilowatthodinu na metr čtvereční za každou hodinu slunečního světla.

Tesla Model 3 pohání necelých 7 km na kilowatthodinu. Za předpokladu, že náš solární vůz má stejnou energetickou účinnost, se čtyřmi metry čtverečními neuvěřitelně produktivních solárních panelů (částka, kterou Sono Motors plánuje nasadit na Sono), bude trvat více než 6 hodin nepřetržitého nabíjení, aby se ujelo 160 km. Vrátíme-li se ke skutečné účinnosti (méně než 25%), uvědomujeme si, že generování tak velkého množství energie bude trvat 26 hodin vystavení slunci.

S tím mohou pomoci tenkovrstvé prvky využívající perovskity. Perovskity jsou krystaly pojmenované podle ruského odborníka na minerály Leva Perovského. Nevyžadují velké náklady na těžbu a panely na nich založené mají oproti běžným fotovoltaickým protějškům na bázi křemíku řadu důležitých výhod. Mohou být tenčí než list papíru, absorbovat světlo se širším rozsahem vlnových délek, produkovat více elektřiny pro stejnou intenzitu slunečního světla a lépe fungovat ve stínu a oblačných dnech.

Existují však i další negativní faktory. Například solární panely jsou méně účinné, pokud nejsou dokonale vyrovnány se sluncem. A co dělat v oblastech s konstantní oblačností, častými dešti a sněhem? Na dálnici je také špína, prach, poškození od kamenů, což výrazně snižuje množství sebrané energie.

Budoucnost „solárních automobilů“

Automobily na solární pohon - slepá ulička nebo budoucnost automobilového průmyslu?

To vše neznemožňuje použití solárních panelů, ale zatím to není příliš praktické. Velká vozidla, jako jsou autobusy a vlaky, mohou těžit z větší povrchové plochy, ale dokud nedojde k významnému pokroku v technologii solárních panelů, je nepravděpodobné, že by začaly fungovat plně solární automobily.

Inženýři se nyní více zajímají o to, jak integrovat solární energii do elektrických vozidel, aby byla účinnější. Například Tesla plánuje použít „solární sklo“, které promění střešní okno v průhledný solární panel. Některé moderní produkty Tesla se dodávají se solárními panely, které lze uložit do kufru a rozmístit je přes střechu. To inspirovalo mnoho výrobců, aby začali vyvíjet vlastní elektrická vozidla, která k jejich posílení využívají solární panely.

Je povzbudivé, že náklady v „solárním průmyslu“ klesají. Mezinárodní energetická agentura (IEA) nedávno zveřejnila svou výroční zprávu, která poprvé zaznamenala, že sluneční energie je nejlevnějším zdrojem elektřiny pro většinu zemí na světě. A automobilový průmysl bude tyto příležitosti aktivně využívat.

Závěr

Solární panely na automobilech ještě nejsou rozšířené. Nestačí, aby se staly jediným zdrojem energie, ale je čistší a ekonomičtější než ostatní. Pravděpodobně v blízké době neuvidíme na silnici auta na solární pohon, ale tento nápad se určitě jeví jako dobrý nápad.

Doprava je možná hlavním nástrojem zabíjení planety, a to jak z hlediska zdrojů, které spaluje, tak z hlediska emisí do životního prostředí. Je proto přirozené, že spotřebitelé i výrobci hledají čistší a ekonomičtější dopravní řešení, a FV panely v tom určitě budou hrát svoji roli.

Video užitkového vozidla na solární pohon: