Hybriderijders zijn dol op het idee van zero waste-rijden. Je stopt bij een rood licht. De gasmotor valt uit. Alleen op elektriciteit kruip je vooruit. Geen uitstoot. Geen verspilde brandstof. Het is efficiënt. Maar wat als die efficiëntie niet ophield toen je de motor uitschakelde?
De meeste mensen gaan ervan uit dat plug-in hybrides dit oplossen. Je plugt ze in. De batterij vult zich. Je rijdt verder voordat de gasmotor hoest tot leven komt. Het werkt. Maar het is afhankelijk van het elektriciteitsnet. En het rooster is vuil. De meeste energie komt uit het verbranden van steenkool. Je verplaatst de vervuiling gewoon van je uitlaat naar een schoorsteen honderden kilometers verderop.
Sommige autofabrikanten kijken omhoog. Helemaal omhoog. Naar de zon.
Zonnepanelen zijn geen nieuwe technologie. We plaatsen ze al tientallen jaren op daken om de energierekening te ontwijken. Maar ze op auto’s zetten? Historisch gezien was het te duur. De technologie rechtvaardigde de kosten niet. Dat is aan het veranderen. Toyota. Audi. Ze integreren fotovoltaïsche cellen in hybride modellen.
De gasprijzen zijn volatiel. De bezorgdheid over het milieu is reëel. Zonne-energie lijkt misschien een wondermiddel voor het brandstofverbruik. Maar werkt het? Kan het de elektromotor aandrijven? Of werkt het alleen op de radio en AC? Wat is het prijskaartje? Is het de premie waard?
Laten we de realiteit van op zonne-energie uitgeruste hybriden eens onder de loep nemen.
De natuurkunde van een zonnedak
Je zou kunnen denken dat een autodak enorm is. Dat is het niet. Vergeleken met een huis is het een postzegel. Een typisch sedandak biedt ongeveer 1,5 tot 2 vierkante meter oppervlakte. Zelfs met hoogefficiënte panelen genereer je geen megawatt. Je genereert watt. Misschien 100 tot 200 watt onder perfect piekzonlicht.
Dit is belangrijk. Je kunt een elektromotor van 300 pk niet van stroom voorzien met een zonnedak. De wiskunde werkt niet. De energiedichtheid van zonlicht ten opzichte van de voetafdruk van een auto is te laag.
Wat doen deze panelen eigenlijk?
Ze vervangen het raster niet. Ze vervangen de gasmotor niet. Het zijn hulpsystemen met druppellading. Beschouw ze als een manier om de batterij vol te houden zonder stationair te draaien. Of zonder in te pluggen.
Toyota: de pionier van praktische zonne-energie
Toyota was vroeg op het feest. De Prius Prime (een plug-in hybride) had jaren geleden een optie voor een zonnedak. Het was niet zomaar een gimmick. Het werd geïntegreerd in het thermische beheersysteem van het voertuig.
Dit is het specifieke hulpprogramma: de zonnepanelen voeden de ventilator. Wanneer u in de zon parkeert, kan de cabine heet worden. Het zonnepaneel heeft een kleine ventilator die lucht circuleert. Het houdt het interieur koeler. Hierdoor hoeft de hoofdaccu niet meteen de airconditioning van stroom te voorzien wanneer u weer instapt. Die kleine efficiëntiewinst vergroot het bereik.
Maar het gaat verder. Het zonnesysteem laadt ook de 12 volt hulpaccu op. Dit is de accu die de auto start en de verlichting, het infotainment en de sloten laat draaien. Bij een traditionele benzineauto doet de dynamo dit terwijl de motor draait. Bij een plug-in hybride draait de motor niet als hij geparkeerd staat. Een lege batterij van 12 volt is hoofdpijn. Zonnepanelen voorkomen dit. Ze houden de kleine batterij gezond.
“Het zonnedak voegt geen noemenswaardige actieradius toe aan uw elektrische aandrijving. Het voegt gemak toe en beschermt de gezondheid van uw voertuig wanneer het geparkeerd staat.”
Audi: schuifdak als energieoogster
Audi pakte het anders aan met het A7 e-tron-concept en integreerde later soortgelijke technologie in hun plug-in hybrides. Ze plaatsten niet zomaar panelen op het dakterras. Ze hebben fotovoltaïsche cellen rechtstreeks ingebouwd
Toyota en Fisker maken geen grapjes. Ze plaatsen fotovoltaïsche cellen op daken. De derde generatie Toyota Prius krijgt de behandeling. Dat geldt ook voor de Karma, die plug-in hybride van Fisker Automotive. Zelfs de Audi A8 – een beest van een sedan die op benzine rijdt – heeft een zonnedak.
Het klinkt als sciencefiction. Het voelt als de heilige graal van groen rijden.
Maar hier is de koude, harde realiteit. De grote vraag die elke OEM momenteel achtervolgt, is eenvoudig. Hoeveel extra vermogen levert dat paneel je eigenlijk op? Kun je de elektrische actieradius echt vergroten? Kunt u ecorijden zonniger en effectiever maken?
Het antwoord is meestal nee.
Voor de Prius uit 2010 noemde een niet nader genoemde Toyota-bron de stap een ‘symbolisch gebaar’. Geen voortstuwingsinstrument. Een gebaar. Een voertuig verplaatsen met alleen zonlicht is fysiek moeilijk. De energiedichtheid is er gewoon niet. Zonnepanelen hebben over het algemeen geen invloed op de brandstofefficiëntie van een hybride. U krijgt geen mijlen per gallon terug. U breidt uw EV-bereik niet uit.
De materialen helpen niet. Silicium is duur. Autofabrikanten proberen de kosten te verlagen en niet op te blazen met dure zonne-energie.
Dit is niet nieuw. Mazda probeerde het in 1992. De Eunos 800 en Sentia rolden van de band met dakcellen. Het mislukte. De systemen waren te duur. Chauffeurs wilden ze niet. De markt heeft het afgewezen.
Dus als het dak de auto niet beweegt, wat doet het dan?
Het koelt je af.
Kyocera Corporation bouwde de panelen voor de Prius. Ze laten de wielen niet draaien. Ze voeden de airconditioning. Tenminste een deel van de airco-unit. Het is een optie. U betaalt extra voor het voorrecht om naar de zon te staren terwijl uw hut gekoeld wordt.
Kleinere systemen werken beter. Dat is de les van de Audi A8. De A8 gebruikt de zonnepanelen om zijn airconditioning te laten werken. Conventionele benzinemotor. Standaard auto. Maar de input van de zon is gering. Het is een hulpje. Geen held.
De natuurkunde is meedogenloos. Je kunt een auto van 3000 kilo niet van stroom voorzien met een vel silicium. Misschien kun je een ventilator laten draaien. Misschien een compressor laten draaien. Dat is alles.
“Het is erg moeilijk om voldoende energie op te wekken om een voertuig te verplaatsen met energie uit zonlicht.”
Wij willen dat het meer is. We hopen dat het meer is. Maar de cijfers liegen niet. Silicium kost te veel. Zonlicht is te diffuus. De technologie bevindt zich nog in de symbolische fase.
Als je een daadwerkelijke bereikuitbreiding wilt, heb je grotere batterijen nodig. Geen grotere daken.
Volg de links als je nog steeds nieuwsgierig bent naar hybride auto’s of groen rijden. Het Venturi Astrolab heeft een andere aanpak. Maar voorlopig is het zonnedak slechts een luxe zonnescherm.
