מדוע כלי רכב חשמליים המונעים על ידי סולאריה נעדרים מהכבישים?

מכשולים בעלויות ייצור והתקנה של חשמל באתר מקשים על נפוצות כלי רכב חשמליים המונעים על ידי סולאריה כיום.

כלי רכב חשמליים המונעים על ידי אנרגיה סולארית משתתפים במירוץ World Solar Challenge. צילום: Composite World

מכוניות המונעות על ידי אנרגיה סולארית אכן קיימות, והמקום הנפוץ ביותר לראות אותן הוא האתגר הסולארי העולמי, מרוץ דו-שנתי באוסטרליה. המתחרים נוסעים כ-3,000 ק"מ מדארווין בצפון אוסטרליה לאדלייד בדרום אוסטרליה, תוך שימוש באנרגיה סולארית בלבד. רבות מהמכוניות במרוץ נראות יותר כמו כלי רכב מפארקי שעשועים או מסרטי מדע בדיוני מאשר כלי רכב טיפוסיים לכביש. זה עשוי להסביר מדוע מכוניות המונעות על ידי אנרגיה סולארית אינן הבחירה המועדפת לנסיעות יומיומיות, לפחות לא כרגע, על פי Popular Science .

למרות שכמות גדולה של אור שמש נופלת על כדור הארץ מדי יום, היא מתפזרת כשהיא עוברת דרך האטמוספירה, כך שיחסית מעט ממנה מגיעה לקרקע. בממוצע, לאחר התחשבות בהשפעות העונות השונות, האנרגיה מאור השמש היא כ-342 וואט/מ"ר לשנה, מספיקה להפעלת מקרר סטנדרטי. מכוניות משתנות בגודלן, אך מכונית גדולה בארה"ב, באורך של כ-5.5 מטרים וברוחב של 1.8 מטרים, בעלת שטח פנים של כ-9-10 מ"ר, שיכולה לאסוף כ-3,420 וואט של אנרגיה - מספיקה להפעלת מקרר, מדיח כלים ותנור מיקרוגל.

חוות סולאריות המספקות חשמל לערים ועיירות משתמשות במיליוני פאנלים פוטו-וולטאיים הפרוסים על פני אלפי דונם. חלק מהמתקנים באזורים מדבריים משתמשים במראות המסודרות בשורות כדי לרכז אנרגיה סולארית. אבל למכונית סטנדרטית אין מספיק שטח פנים כדי לאסוף כמות כזו של אנרגיה סולארית.

בעיה נוספת היא שתאים פוטו-וולטאיים קיימים אינם יעילים במיוחד בהמרת אור שמש לחשמל. בדרך כלל, יעילותם היא רק כ-20%, כלומר הם ממירים כחמישית מאנרגיית השמש הנכנסת לחשמל. משמעות הדבר היא ש-3,420 וואט של אנרגיה סולארית הפוגעים במכונית טיפוסית המכוסה בתאים פוטו-וולטאיים יספקו רק כ-684 וואט של חשמל לשימוש המכונית. בינתיים, רכב חשמלי זקוק ל-20,000 וואט כדי לנסוע במהירות של 100 קמ"ש.

כלי הרכב המשתתפים באתגר הסולארי העולמי הם בדרך כלל גדולים מאוד ומתוכננים למקסם את שטח הפנים. זה מאפשר לרכב לאסוף כמה שיותר אור שמש. בעוד שגישה זו אינה בעייתית עבור מכונית קונספט, רוב הדגמים חסרים חלונות או כל חלל אחר מלבד מושב הנהג.

גורם נוסף הוא מיקום גיאוגרפי, שעות אור ותנאי מזג אוויר, שכולם משפיעים על כמות האנרגיה הסולארית שניתן לייצר. כדור הארץ נוטה על צירו, כך שלא כל האזורים מקבלים את אותה כמות אור שמש בכל זמן נתון. כאשר חצי הכדור הצפוני נוטה לכיוון השמש, החצי העליון של כדור הארץ מקבל יותר שמש, בעוד שחצי הכדור הדרומי קריר וכהה יותר. כאשר חצי הכדור הדרומי נוטה לכיוון השמש, אזורים שם מקבלים יותר אור שמש מאשר החצי העליון של כדור הארץ.

אזורים משווניים מקבלים שפע של אור שמש כל השנה, כך שאזורים הסמוכים לקו המשווה, כמו דרום קליפורניה או מדבר סהרה, בעלי פוטנציאל גבוה יותר לאנרגיה סולארית מאשר אזורים הקרובים יותר לקטבי כדור הארץ, כמו אלסקה. כלי רכב חשמליים סולאריים מתקשים גם הם לאסוף מספיק אור שמש בימים מעוננים או גשומים. אפילו חוות סולאריות גדולות צריכות לתכנן תקופות בהן השמש אינה זורחת. נהגים צריכים לנסוע גם בלילה. כדי לשמור על רכב חשמלי סולארי פועל לאחר רדת החשיכה, עליו להשתמש באנרגיה עודפת שנאספת במהלך היום ומאוחסנת בסוללות. פאנלים פוטו-וולטאיים וסוללות מוסיפים משקל לרכב, וכלי רכב כבדים יותר דורשים יותר חשמל כדי לפעול.

חוקרים מחפשים דרכים לתכנן כלי רכב חשמליים המופעלים על ידי סולאריה מתאימים יותר לשימוש יומיומי. הם יצטרכו ליצור תאים פוטו-וולטאיים אשר ממירים אור שמש לאנרגיה בצורה יעילה יותר, ובמקביל יתאימו למכוניות. יצירת מערכת במחיר סביר למכוניות היא גם קריטית כדי שקונים ממוצעים יוכלו להרשות לעצמם.

נכון לעכשיו, האלטרנטיבה הקרובה ביותר לרכבים חשמליים המופעלים על ידי אנרגיה סולארית היא טעינה בבית או בתחנות טעינה. בהתאם לאופן ייצור החשמל, חלק מהאנרגיה לטעינת כלי רכב אלה עשוי להגיע מתאים פוטו-וולטאיים, טורבינות רוח, אנרגיה הידרואלקטרית או מקורות מתחדשים אחרים.

אן קאנג (לפי פופסי )

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