De ce lipsesc de pe șosele vehiculele electrice alimentate cu energie solară?

Obstacolele în ceea ce privește producția de energie electrică la fața locului și costurile de instalare îngreunează în prezent răspândirea pe scară largă a vehiculelor electrice alimentate cu energie solară.

Vehicule electrice alimentate cu energie solară participă la cursa World Solar Challenge. Fotografie: Composite World

Mașinile alimentate cu energie solară există, iar cel mai obișnuit loc pentru a le vedea este World Solar Challenge, o cursă bienală din Australia. Concurenții conduc aproximativ 3.000 km de la Darwin, în nordul Australiei, până la Adelaide, în sudul Australiei, folosind doar energie solară. Multe dintre mașinile din cursă arată mai mult ca vehicule din parcuri de distracții sau filme science fiction decât ca vehicule rutiere tipice. Acest lucru ar putea explica de ce mașinile alimentate cu energie solară nu sunt alegerea ideală pentru naveta zilnică, cel puțin nu încă, potrivit Popular Science .

Deși Pământul primește zilnic o cantitate mare de lumină solară, aceasta este împrăștiată pe măsură ce trece prin atmosferă, așa că relativ puțină ajunge la sol. În medie, după luarea în considerare a efectelor diferitelor anotimpuri, energia provenită din lumina soarelui este de aproximativ 342 wați/m² pe an, suficientă pentru a alimenta un frigider standard. Mașinile variază în dimensiuni, dar o mașină mare din SUA, de aproximativ 5,5 metri lungime și 1,8 metri lățime, are o suprafață de aproximativ 9-10 m², care poate colecta aproximativ 3.420 wați de energie - suficientă pentru a alimenta un frigider, o mașină de spălat vase și un cuptor cu microunde.

Fermele solare care furnizează electricitate orașelor și comunelor utilizează milioane de panouri fotovoltaice răspândite pe mii de hectare. Unele instalații din zonele deșertice folosesc oglinzi aranjate în rânduri pentru a concentra energia solară. Însă o mașină standard nu are suficientă suprafață pentru a colecta atât de multă energie solară.

O altă problemă este că celulele fotovoltaice actuale nu sunt foarte eficiente în convertirea luminii solare în electricitate. De obicei, eficiența lor este de doar aproximativ 20%, ceea ce înseamnă că transformă aproximativ 1/5 din energia solară incidentă în electricitate. Aceasta înseamnă că 3.420 de wați de energie solară care lovesc o mașină obișnuită acoperită cu celule fotovoltaice ar furniza doar aproximativ 684 de wați de electricitate pentru utilizare de către mașină. Între timp, un vehicul electric are nevoie de 20.000 de wați pentru a rula cu 100 km/h.

Vehiculele care participă la World Solar Challenge sunt de obicei foarte mari și proiectate pentru a maximiza suprafața. Acest lucru permite vehiculului să colecteze cât mai multă lumină solară. Deși această abordare nu este problematică pentru un concept car, majoritatea modelelor nu au geamuri sau orice alt spațiu în afară de scaunul șoferului.

Un alt factor este locația geografică, orele de lumină și condițiile meteorologice, toate acestea afectând cantitatea de energie solară care poate fi generată. Pământul este înclinat pe axa sa, astfel încât nu toate zonele primesc aceeași cantitate de lumină solară în orice moment. Când emisfera nordică este înclinată spre Soare, jumătatea superioară a globului primește mai mult soare, în timp ce emisfera sudică este mai rece și mai întunecată. Când emisfera sudică este înclinată spre Soare, zonele de acolo primesc mai multă lumină solară decât jumătatea superioară a planetei.

Regiunile ecuatoriale primesc multă lumină solară pe tot parcursul anului, așa că zonele apropiate de ecuator, cum ar fi California de Sud sau Deșertul Sahara, au un potențial de energie solară mai mare decât zonele mai apropiate de polii Pământului, cum ar fi Alaska. Vehiculele solare electrice se luptă, de asemenea, să colecteze suficientă lumină solară în zilele înnorate sau ploioase. Chiar și fermele solare mari trebuie să planifice perioadele în care soarele nu strălucește. Șoferii trebuie să călătorească și noaptea. Pentru a menține un vehicul solar electric în funcțiune după lăsarea întunericului, acesta trebuie să utilizeze excesul de energie colectat în timpul zilei și stocat în baterii. Panourile fotovoltaice și bateriile adaugă greutate vehiculului, iar vehiculele mai grele necesită mai multă electricitate pentru a funcționa.

Cercetătorii caută modalități de a proiecta vehicule electrice alimentate cu energie solară mai potrivite pentru uzul zilnic. Aceștia vor trebui să creeze celule fotovoltaice care să transforme lumina soarelui în energie mai eficient, fiind în același timp potrivite și pentru mașini. Crearea unui sistem accesibil pentru mașini este, de asemenea, crucială, astfel încât cumpărătorii obișnuiți să și-l poată permite.

În prezent, cea mai apropiată alternativă la vehiculele electrice alimentate cu energie solară este încărcarea acasă sau la stațiile de încărcare. În funcție de modul în care este produsă electricitatea, o parte din energia cu care se încarcă aceste vehicule poate proveni din celule fotovoltaice, turbine eoliene, hidroenergie sau alte surse regenerabile.

An Khang (conform Popsci )

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