Γιατί απουσιάζουν από τους δρόμους τα ηλεκτρικά οχήματα που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια;

Τα εμπόδια στην επιτόπια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και το κόστος εγκατάστασης δυσχεραίνουν την ευρεία διάδοση των ηλιακών ηλεκτρικών οχημάτων προς το παρόν.

Ηλιακά ηλεκτρικά οχήματα συμμετέχουν στον αγώνα World Solar Challenge. Φωτογραφία: Composite World

Υπάρχουν αυτοκίνητα που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια και το πιο συνηθισμένο μέρος για να τα δείτε είναι το World Solar Challenge, ένας διετής αγώνας στην Αυστραλία. Οι διαγωνιζόμενοι οδηγούν περίπου 3.000 χλμ. από το Ντάργουιν στη βόρεια Αυστραλία μέχρι την Αδελαΐδα στη νότια Αυστραλία, χρησιμοποιώντας μόνο ηλιακή ενέργεια. Πολλά από τα αυτοκίνητα στον αγώνα μοιάζουν περισσότερο με οχήματα από πάρκα ψυχαγωγίας ή ταινίες επιστημονικής φαντασίας παρά με τυπικά οχήματα δρόμου. Αυτό μπορεί να εξηγήσει γιατί τα αυτοκίνητα που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια δεν είναι η καλύτερη επιλογή για καθημερινές μετακινήσεις, τουλάχιστον όχι ακόμα, σύμφωνα με το Popular Science .

Παρόλο που άφθονο ηλιακό φως πέφτει στη Γη κάθε μέρα, διασκορπίζεται καθώς διέρχεται από την ατμόσφαιρα, επομένως σχετικά μικρό μέρος του φτάνει στο έδαφος. Κατά μέσο όρο, αφού ληφθούν υπόψη οι επιπτώσεις των διαφορετικών εποχών, η ενέργεια από το ηλιακό φως είναι περίπου 342 watt/m² ετησίως, αρκετή για να λειτουργήσει ένα τυπικό ψυγείο. Τα αυτοκίνητα ποικίλλουν σε μέγεθος, αλλά ένα μεγάλο αυτοκίνητο στις ΗΠΑ, μήκους περίπου 5,5 μέτρων και πλάτους 1,8 μέτρων, έχει επιφάνεια περίπου 9-10 m², η οποία μπορεί να συλλέξει περίπου 3.420 watt ενέργειας - αρκετή για να λειτουργήσει ένα ψυγείο, ένα πλυντήριο πιάτων και ένας φούρνος μικροκυμάτων.

Τα ηλιακά πάρκα που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε πόλεις και κωμοπόλεις χρησιμοποιούν εκατομμύρια φωτοβολταϊκά πάνελ κατανεμημένα σε χιλιάδες εκτάρια. Ορισμένες εγκαταστάσεις σε ερημικές περιοχές χρησιμοποιούν καθρέφτες διατεταγμένους σε σειρές για να συγκεντρώνουν την ηλιακή ενέργεια. Αλλά ένα τυπικό αυτοκίνητο δεν έχει αρκετή επιφάνεια για να συλλέξει τόση ηλιακή ενέργεια.

Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι τα τρέχοντα φωτοβολταϊκά στοιχεία δεν είναι πολύ αποτελεσματικά στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Συνήθως, η απόδοσή τους είναι μόνο περίπου 20%, που σημαίνει ότι μετατρέπουν περίπου το 1/5 της εισερχόμενης ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό σημαίνει ότι 3.420 watt ηλιακής ενέργειας που χτυπούν ένα τυπικό αυτοκίνητο καλυμμένο με φωτοβολταϊκά στοιχεία θα παρείχαν μόνο περίπου 684 watt ηλεκτρικής ενέργειας για να χρησιμοποιήσει το αυτοκίνητο. Εν τω μεταξύ, ένα ηλεκτρικό όχημα χρειάζεται 20.000 watt για να κινηθεί με 100 km/h.

Τα οχήματα που συμμετέχουν στο World Solar Challenge είναι συνήθως πολύ μεγάλα και έχουν σχεδιαστεί για να μεγιστοποιούν την επιφάνεια. Αυτό επιτρέπει στο όχημα να συλλέγει όσο το δυνατόν περισσότερο ηλιακό φως. Ενώ αυτή η προσέγγιση δεν είναι προβληματική για ένα πρωτότυπο αυτοκίνητο, τα περισσότερα μοντέλα δεν διαθέτουν παράθυρα ή οποιονδήποτε άλλο χώρο εκτός από το κάθισμα του οδηγού.

Ένας άλλος παράγοντας είναι η γεωγραφική θέση, οι ώρες της ημέρας και οι καιρικές συνθήκες, όλα εκ των οποίων επηρεάζουν την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που μπορεί να παραχθεί. Η Γη έχει κλίση γύρω από τον άξονά της, επομένως δεν λαμβάνουν όλες οι περιοχές την ίδια ποσότητα ηλιακού φωτός σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Όταν το Βόρειο Ημισφαίριο έχει κλίση προς τον Ήλιο, το άνω μισό της σφαίρας δέχεται περισσότερο ήλιο, ενώ το Νότιο Ημισφαίριο είναι πιο δροσερό και σκοτεινό. Όταν το νότιο ημισφαίριο έχει κλίση προς τον Ήλιο, οι περιοχές εκεί δέχονται περισσότερο ηλιακό φως από το άνω μισό του πλανήτη.

Οι περιοχές του ισημερινού δέχονται άφθονο ηλιακό φως όλο το χρόνο, επομένως περιοχές κοντά στον ισημερινό, όπως η Νότια Καλιφόρνια ή η έρημος Σαχάρα, έχουν υψηλότερο δυναμικό ηλιακής ενέργειας από περιοχές πιο κοντά στους πόλους της Γης, όπως η Αλάσκα. Τα ηλιακά ηλεκτρικά οχήματα δυσκολεύονται επίσης να συλλέξουν αρκετό ηλιακό φως τις συννεφιασμένες ή βροχερές ημέρες. Ακόμη και τα μεγάλα ηλιακά πάρκα πρέπει να προγραμματίζουν περιόδους που δεν λάμπει ο ήλιος. Οι οδηγοί πρέπει επίσης να ταξιδεύουν τη νύχτα. Για να διατηρηθεί ένα ηλιακό ηλεκτρικό όχημα σε λειτουργία μετά το σκοτάδι, πρέπει να χρησιμοποιεί την πλεονάζουσα ενέργεια που συλλέγεται κατά τη διάρκεια της ημέρας και αποθηκεύεται σε μπαταρίες. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ και οι μπαταρίες προσθέτουν βάρος στο όχημα και τα βαρύτερα οχήματα απαιτούν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν.

Οι ερευνητές αναζητούν τρόπους για να σχεδιάσουν πιο κατάλληλα ηλιακά ηλεκτρικά οχήματα για καθημερινή χρήση. Θα χρειαστεί να δημιουργήσουν φωτοβολταϊκά στοιχεία που μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ενέργεια πιο αποτελεσματικά, ενώ παράλληλα θα είναι κατάλληλα για αυτοκίνητα. Η δημιουργία ενός οικονομικά προσιτού συστήματος για αυτοκίνητα είναι επίσης ζωτικής σημασίας, ώστε ο μέσος αγοραστής να μπορεί να τα αγοράσει.

Προς το παρόν, η πλησιέστερη εναλλακτική λύση στα ηλιακά ηλεκτρικά οχήματα είναι η φόρτιση στο σπίτι ή σε σταθμούς φόρτισης. Ανάλογα με τον τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ένα μέρος της ενέργειας που φορτίζει αυτά τα οχήματα μπορεί να προέρχεται από φωτοβολταϊκά στοιχεία, ανεμογεννήτριες, υδροηλεκτρική ενέργεια ή άλλες ανανεώσιμες πηγές.

Αν Χανγκ (Σύμφωνα με την Popsci )

Σύνδεσμος πηγής: https://vnexpress.net/tai-sao-xe-dien-mat-troi-khong-xuat-hien-tren-duong-4730284.html