Waarom zie je geen elektrische voertuigen op zonne-energie op de weg?

Door obstakels bij de elektriciteitsproductie ter plaatse en de installatiekosten is het momenteel moeilijk voor elektrische voertuigen op zonne-energie om op grote schaal te worden ingezet.

Elektrische voertuigen op zonne-energie nemen deel aan de World Solar Challenge-race. Foto: Composite World

Auto's op zonne-energie bestaan ​​wel degelijk, en de meest voorkomende plek om ze te zien is de World Solar Challenge, een tweejaarlijkse race in Australië. De deelnemers rijden ongeveer 3000 km van Darwin in Noord-Australië naar Adelaide in Zuid-Australië, uitsluitend op zonne-energie. Veel van de auto's in de race lijken meer op voertuigen uit pretparken of sciencefictionfilms dan op doorsnee wegvoertuigen. Dit verklaart wellicht waarom auto's op zonne-energie nog niet de meest voor de hand liggende keuze zijn voor dagelijks woon-werkverkeer, althans (nog) niet, aldus Popular Science .

Hoewel er elke dag veel zonlicht op aarde valt, wordt het verstrooid tijdens de passage door de atmosfeer, waardoor relatief weinig ervan de grond bereikt. Gemiddeld, na correctie voor de effecten van de verschillende seizoenen, bedraagt ​​de energie van zonlicht ongeveer 342 watt/m² per jaar, genoeg om een ​​standaard koelkast te laten werken. Auto's variëren in grootte, maar een grote auto in de VS, van ongeveer 5,5 meter lang en 1,8 meter breed, heeft een oppervlakte van ongeveer 9-10 m², die ongeveer 3420 watt aan energie kan opvangen – genoeg om een ​​koelkast, vaatwasser en magnetron te laten werken.

Zonneparken die steden en dorpen van elektriciteit voorzien, gebruiken miljoenen fotovoltaïsche panelen verspreid over duizenden hectares. Sommige installaties in woestijngebieden gebruiken spiegels in rijen om zonne-energie te concentreren. Maar een standaardauto heeft niet genoeg oppervlakte om zoveel zonne-energie op te vangen.

Een ander probleem is dat de huidige zonnecellen niet erg efficiënt zijn in het omzetten van zonlicht in elektriciteit. Hun rendement ligt doorgaans rond de 20%, wat betekent dat ze ongeveer 1/5 van de binnenkomende zonne-energie omzetten in elektriciteit. Dit houdt in dat 3420 watt aan zonne-energie die op een doorsnee auto met zonnepanelen valt, slechts ongeveer 684 watt aan elektriciteit oplevert die de auto kan gebruiken. Een elektrische auto heeft daarentegen 20.000 watt nodig om met 100 km/u te rijden.

De voertuigen die deelnemen aan de World Solar Challenge zijn doorgaans erg groot en ontworpen om het oppervlak te maximaliseren. Hierdoor kan het voertuig zoveel mogelijk zonlicht opvangen. Hoewel deze aanpak geen probleem vormt voor een conceptauto, hebben de meeste modellen geen ramen of andere ruimte behalve de bestuurdersstoel.

Een andere factor is de geografische locatie, het aantal daglichturen en de weersomstandigheden, die allemaal van invloed zijn op de hoeveelheid zonne-energie die kan worden opgewekt. De aarde staat scheef op haar as, waardoor niet alle gebieden op een bepaald moment dezelfde hoeveelheid zonlicht ontvangen. Wanneer het noordelijk halfrond naar de zon is gekanteld, krijgt de bovenste helft van de aarde meer zonlicht, terwijl het zuidelijk halfrond koeler en donkerder is. Wanneer het zuidelijk halfrond naar de zon is gekanteld, ontvangen de gebieden daar meer zonlicht dan de bovenste helft van de planeet.

Equatoriale gebieden ontvangen het hele jaar door volop zonlicht, waardoor gebieden nabij de evenaar, zoals Zuid-Californië of de Sahara, een hoger potentieel voor zonne-energie hebben dan gebieden dichter bij de poolgebieden, zoals Alaska. Elektrische voertuigen op zonne-energie hebben het bovendien moeilijk om voldoende zonlicht op te vangen op bewolkte of regenachtige dagen. Zelfs grote zonneparken moeten rekening houden met periodes waarin de zon niet schijnt. Bestuurders moeten ook 's nachts rijden. Om een ​​elektrisch voertuig op zonne-energie na zonsondergang te laten rijden, moet het de overtollige energie die overdag is opgevangen en in accu's is opgeslagen, kunnen benutten. Zonnepanelen en accu's verhogen het gewicht van het voertuig, en zwaardere voertuigen verbruiken meer elektriciteit.

Onderzoekers zoeken naar manieren om meer geschikte elektrische voertuigen op zonne-energie te ontwerpen voor dagelijks gebruik. Ze moeten fotovoltaïsche cellen ontwikkelen die zonlicht efficiënter omzetten in energie en die tegelijkertijd geschikt zijn voor auto's. Het creëren van een betaalbaar systeem voor auto's is ook cruciaal, zodat de gemiddelde koper zich deze kan veroorloven.

Momenteel is het dichtstbijzijnde alternatief voor elektrische voertuigen op zonne-energie het opladen thuis of bij laadstations. Afhankelijk van hoe de elektriciteit wordt opgewekt, kan een deel van de energie voor het opladen van deze voertuigen afkomstig zijn van zonnecellen, windturbines, waterkracht of andere hernieuwbare bronnen.

An Khang (volgens Popsci )

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