Препятствия в производстве электроэнергии на месте и затраты на установку затрудняют популяризацию солнечных электромобилей в настоящее время.
Солнечные электромобили участвуют в гонке World Solar Challenge. Изображение: Составной мир
Солнечные электромобили действительно существуют, и проще всего их увидеть — World Solar Challenge, гонка, которая проводится каждые два года в Австралии. Участники должны проехать около 3.000 км от Дарвина на северном побережье Австралии до Аделаиды на южном побережье, используя только энергию Солнца. Многие автомобили, участвующие в гонке, больше похожи на машины из парка развлечений или научно-фантастического фильма, чем на дорогу. Это может объяснить, почему солнечные электромобили не являются вариантом для ежедневных поездок, по крайней мере, пока, согласно мнению Popular Science.
Хотя большое количество солнечного света достигает Земли в течение дня, он рассеивается при прохождении через атмосферу, поэтому достигает земли относительно низко. В среднем за год, после устранения влияния времен года, уровень энергии солнечного света составляет около 342 Вт/м2, чего достаточно для работы стандартного холодильника. Автомобили бывают разных размеров, но большая машина в США имеет длину около 5,5 м и ширину 1,8 м, поэтому ее площадь составляет около 9–10 м2, что позволяет собрать около 3.420 Вт, чего достаточно для работы. холодильник, посудомоечная машина и микроволновая печь.
Солнечные фермы передают электроэнергию городам и поселкам, используя миллионы солнечных панелей, покрывающих тысячи гектаров. На некоторых объектах в пустынных районах используются зеркала, расположенные рядами для концентрации солнечной энергии. Но площадь поверхности стандартного автомобиля недостаточна для сбора большого количества солнечной энергии.
Другая проблема заключается в том, что современные солнечные элементы не очень эффективны для преобразования солнечного света в электричество. Обычно их эффективность составляет всего около 20%, то есть они преобразуют около одной пятой поступающей солнечной энергии в электричество. Это означает, что 1 Вт солнечной энергии, достигающие типичного автомобиля, оснащенного солнечными панелями, обеспечивают только около 5 Вт электроэнергии для использования транспортным средством. Между тем, электромобилю требуется 3.420 684 Вт, чтобы двигаться со скоростью 20.000 км/ч.
Транспортные средства, участвующие в World Solar Challenge, часто очень большие и имеют конструкцию, позволяющую максимально увеличить площадь поверхности. Это помогает автомобилю собирать как можно больше солнечного света. Для концепт-кара такой подход не является проблемой, но у большинства моделей нет окон или другого пространства, кроме сиденья водителя.
Другая проблема — географическое положение, продолжительность светового дня и погодные условия, которые влияют на то, сколько солнечной энергии может быть выработано. Земля наклонена вокруг своей оси, поэтому не все области получают одинаковое количество солнечного света в любой момент времени. Когда Северное полушарие наклонено к Солнцу, верхняя половина земного шара подвергается большему воздействию солнечного света, тогда как Южное полушарие холоднее и темнее. Поскольку южная половина планеты наклонена к Солнцу, ее области получают больше солнечного света, чем верхняя половина планеты.
Области на экваторе получают больше солнечного света круглый год, поэтому близлежащие районы, такие как Южная Калифорния или пустыня Сахара, имеют более высокую солнечную энергию, чем места ближе к полюсам Земли, такие как Аляска. Солнечные электромобили также испытывают трудности со сбором достаточного количества солнечного света в пасмурные или дождливые дни. Даже многим гигантским солнечным фермам приходится планировать периоды, когда Солнце не светит. Водителям необходимо двигаться даже ночью. Чтобы солнечный электромобиль мог работать после наступления темноты, ему необходимо использовать избыточную энергию, собранную в течение дня, и хранить ее в батареях. Солнечные панели и батареи увеличивают вес автомобиля, а более тяжелым транспортным средствам для работы требуется больше электроэнергии.
Исследователи ищут способы создания солнечных электромобилей, более подходящих для повседневного использования. Им нужно будет создать солнечный элемент, который более эффективно преобразует солнечный свет в энергию и подойдет для автомобилей. Также важно создать недорогую систему для автомобилей, чтобы средний покупатель мог ее себе позволить.
В настоящее время наиболее близким вариантом к солнечным электромобилям являются электромобили или зарядные станции для домашней зарядки. В зависимости от того, как производится электроэнергия, часть энергии, загружаемой в эти транспортные средства, может поступать от солнечных батарей, ветряных турбин, гидроэлектроэнергии или других возобновляемых источников.
Ан Кханг (Согласно с PopSci)
