Чому на дорогах немає електромобілів на сонячних батареях?

Перешкоди у виробництві електроенергії на місці та витрати на встановлення ускладнюють поширення електромобілів на сонячних батареях на даний момент.

Електромобілі на сонячних батареях беруть участь у перегонах World Solar Challenge. Фото: Composite World

Автомобілі на сонячній енергії справді існують, і найпоширенішим місцем, де їх можна побачити, є World Solar Challenge, дворічна гонка в Австралії. Учасники проїжджають приблизно 3000 км від Дарвіна на півночі Австралії до Аделаїди на півдні Австралії, використовуючи лише сонячну енергію. Багато автомобілів у гонці більше схожі на транспортні засоби з парків розваг або науково-фантастичних фільмів, ніж на звичайні дорожні транспортні засоби. Це може пояснити, чому автомобілі на сонячній енергії не є найкращим вибором для щоденних поїздок на роботу, принаймні поки що, повідомляє Popular Science .

Хоча щодня на Землю падає багато сонячного світла, воно розсіюється, проходячи крізь атмосферу, тому відносно мало його досягає землі. В середньому, з урахуванням впливу різних сезонів, енергія сонячного світла становить приблизно 342 Вт/м² на рік, чого достатньо для роботи стандартного холодильника. Автомобілі різняться за розміром, але великий автомобіль у США, приблизно 5,5 метрів завдовжки та 1,8 метра завширшки, має площу поверхні близько 9-10 м², що може зібрати близько 3420 Вт енергії — достатньо для роботи холодильника, посудомийної машини та мікрохвильової печі.

Сонячні електростанції, що постачають електроенергію містам і селищам, використовують мільйони фотоелектричних панелей, розташованих на тисячах гектарів. Деякі об'єкти в пустельних районах використовують дзеркала, розташовані рядами, для концентрації сонячної енергії. Але звичайний автомобіль не має достатньої площі поверхні, щоб зібрати таку кількість сонячної енергії.

Ще одна проблема полягає в тому, що сучасні фотоелектричні елементи не дуже ефективно перетворюють сонячне світло на електрику. Зазвичай їхня ефективність становить лише близько 20%, тобто вони перетворюють приблизно 1/5 надходить сонячної енергії на електрику. Це означає, що 3420 Вт сонячної енергії, що потрапляють на типовий автомобіль, покритий фотоелектричними елементами, забезпечать лише близько 684 Вт електроенергії для використання автомобілем. Тим часом електромобілю потрібно 20 000 Вт, щоб рухатися зі швидкістю 100 км/год.

Автомобілі, що беруть участь у World Solar Challenge, зазвичай дуже великі та спроектовані таким чином, щоб максимально збільшити площу поверхні. Це дозволяє автомобілю збирати якомога більше сонячного світла. Хоча такий підхід не є проблематичним для концепт-кару, більшості моделей бракує вікон чи будь-якого іншого простору, окрім водійського сидіння.

Ще одним фактором є географічне розташування, тривалість світлового дня та погодні умови, які впливають на кількість сонячної енергії, яку можна генерувати. Земля нахилена навколо своєї осі, тому не всі області отримують однакову кількість сонячного світла в будь-який момент часу. Коли Північна півкуля нахилена до Сонця, верхня половина земної кулі отримує більше сонця, тоді як Південна півкуля холодніша та темніша. Коли південна півкуля нахилена до Сонця, області там отримують більше сонячного світла, ніж верхня половина планети.

Екваторіальні регіони отримують багато сонячного світла цілий рік, тому райони поблизу екватора, такі як Південна Каліфорнія чи пустеля Сахара, мають вищий потенціал сонячної енергії, ніж райони, розташовані ближче до полюсів Землі, як-от Аляска. Сонячні електромобілі також мають труднощі зі збором достатньої кількості сонячного світла в хмарні або дощові дні. Навіть великі сонячні електростанції повинні планувати періоди, коли сонце не світить. Водіям також потрібно подорожувати вночі. Щоб сонячний електромобіль працював після настання темряви, йому потрібно використовувати надлишкову енергію, зібрану протягом дня та накопичену в акумуляторах. Фотоелектричні панелі та акумулятори додають ваги транспортному засобу, а важчі транспортні засоби потребують більше електроенергії для роботи.

Дослідники шукають способи розробки більш придатних для щоденного використання електромобілів на сонячній енергії. Їм потрібно буде створити фотоелектричні елементи, які ефективніше перетворюють сонячне світло на енергію, а також будуть придатними для автомобілів. Створення доступної системи для автомобілів також має вирішальне значення, щоб пересічні покупці могли собі їх дозволити.

Наразі найближчою альтернативою електромобілям на сонячній енергії є заряджання вдома або на зарядних станціях. Залежно від способу виробництва електроенергії, частина енергії, що заряджає ці транспортні засоби, може надходити з фотоелектричних елементів, вітрових турбін, гідроенергетики або інших відновлюваних джерел.

Ан Ханг (за даними Popsci )

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