Kierowcy hybrydowi uwielbiają ideę jazdy zero waste. Zatrzymujesz się na czerwonym świetle. Silnik spalinowy jest wyłączony. Powoli poruszasz się do przodu, opierając się wyłącznie na elektryczności. Zerowa emisja. Zero strat paliwa. To skuteczne. Ale co, jeśli ta wydajność nie zakończy się po wyłączeniu silnika?
Większość osób zakłada, że hybrydy typu plug-in rozwiązują ten problem. Podłączasz je do sieci. Trwa ładowanie baterii. Można jechać dalej, zanim silnik benzynowy ponownie zacznie działać. To działa. Ale to zależy od sieci elektrycznej. A sieć jest „brudna”. Większość energii wytwarzana jest poprzez spalanie węgla. Po prostu przenosisz zanieczyszczenia z rury wydechowej do komina oddalonego o setki kilometrów.
Niektórzy producenci samochodów patrzą w górę. Daleko w górę. W słońcu.
Panele słoneczne nie są nową technologią. Od dziesięcioleci instalujemy je na dachach budynków, aby obniżyć rachunki za energię. Ale instalowanie ich w samochodach? Historycznie rzecz biorąc, było to zbyt drogie. Technologia nie była warta swojej ceny. To się zmienia. Toyoty. Audi. Integrują ogniwa fotowoltaiczne w modele hybrydowe.
Ceny benzyny są niestabilne. Problemy środowiskowe są realne. Energia słoneczna może wydawać się magiczną kulą pozwalającą zaoszczędzić paliwo. Ale czy to działa? Czy może zasilać silnik elektryczny? A może po prostu zasila radio i klimatyzację? Jaka jest cena? Czy warto przepłacać?
Przyjrzyjmy się realiom hybryd wyposażonych w panele słoneczne.
Fizyka dachu słonecznego
Może ci się wydawać, że dach samochodu jest ogromny. W rzeczywistości nie jest to prawdą. W porównaniu z domem wygląda jak znaczek pocztowy. Dach typowego sedana oferuje około 1,5 do 2 metrów kwadratowych powierzchni dachowej. Nawet w przypadku wysoce wydajnych paneli nie generujesz megawatów. Generujesz waty. Być może od 100 do 200 watów w idealnym szczytowym świetle słonecznym.
To ma znaczenie. Nie można zasilać silnika elektrycznego o mocy 300 koni mechanicznych za pomocą dachu słonecznego. Matematyka się nie zgadza. Gęstość energii światła słonecznego nad obszarem pojazdu jest zbyt niska.
Co więc właściwie robią te panele?
Nie zastępują sieci elektrycznej. Nie zastępują silnika benzynowego. Powoli ładują systemy pomocnicze. Potraktuj je jako sposób na utrzymanie naładowania akumulatora bez pracy na biegu jałowym. Lub bez połączenia sieciowego.
Toyota: Pionier praktycznych zastosowań energii słonecznej
Toyota była jedną z pierwszych w tej dziedzinie. Prius Prime (hybryda typu plug-in) oferował kilka lat temu opcję dachu solarnego. To nie był tylko chwyt marketingowy (pusty kaprys). Zostało to zintegrowane z systemem termoregulacji pojazdu.
Oto konkretna korzyść: Panele słoneczne zasilają wentylator wentylacyjny. Parkując w słońcu, wnętrze samochodu może się bardzo nagrzać. Panel słoneczny napędza mały wentylator, który wymusza cyrkulację powietrza. Dzięki temu wnętrze jest chłodniejsze. Dzięki temu główny akumulator nie musi natychmiast zasilać klimatyzatora po powrocie do samochodu. Ten niewielki wzrost wydajności zwiększa zasięg.
Ale na tym sprawa się nie kończy. Układ słoneczny ładuje również 12-woltowy akumulator pomocniczy. Jest to akumulator, który uruchamia samochód i zasila światła, system informacyjno-rozrywkowy oraz zamki. W tradycyjnym samochodzie benzynowym odbywa się to za pomocą generatora, gdy silnik pracuje. W hybrydzie typu plug-in silnik nie pracuje, gdy samochód jest zaparkowany. Rozładowany akumulator 12 V przyprawia o ból głowy. Panele słoneczne zapobiegają temu. Utrzymują małą baterię w dobrym stanie.
“Dach solarny nie zwiększa znacząco zasięgu podczas jazdy na napędzie elektrycznym. Zwiększa wygodę i chroni zdrowie zaparkowanego pojazdu.”
Audi: Szyberdach solarny jako urządzenie do zbierania energii
Audi podeszło do tego problemu inaczej w koncepcji A7 e-tron, a później zintegrowało podobne technologie w swoich hybrydach typu plug-in. Nie tylko położyli panele na dachu. Wprowadzili ogniwa fotowoltaiczne bezpośrednio do
Toyota i Fisker nie żartują. Montują ogniwa fotowoltaiczne na dachach. Modyfikację tę przeszła także trzecia generacja Toyoty Prius. To samo dotyczy Karma, hybrydy typu plug-in firmy Fisker Automotive. Nawet Audi A8, mocny sedan z napędem benzynowym, jest wyposażony w dach solarny.
Brzmi jak science-fiction. To wydaje się być świętym Graalem ekologicznej jazdy.
Ale oto zimna i surowa rzeczywistość. Główne pytanie, które zaprząta głowę każdego producenta samochodów (OEM), jest proste. Ile dodatkowej mocy faktycznie zapewnia ten panel? Czy rzeczywiście można zwiększyć zasięg samochodu elektrycznego? Czy ekologiczną jazdę można uczynić bardziej efektywną?
Odpowiedź brzmi w zasadzie nie.
W przypadku Priusa 2010 anonimowe źródło Toyoty nazwało to rozwiązanie „symbolicznym gestem”. Nie jako narzędzie ruchu, ale jako gest. Poruszanie samochodem wykorzystującym wyłącznie światło słoneczne jest fizycznie trudne. Gęstość energii jest po prostu niewystarczająca. Panele słoneczne na ogół nie mają żadnego wpływu na efektywność paliwową hybrydy. Nie odzyskasz mpg. Nie zwiększasz zasięgu swojego pojazdu elektrycznego.
Materiały nie pomagają. Silikon jest drogi. Producenci samochodów starają się obniżać koszty, zamiast je zwiększać dzięki drogim systemom fotowoltaicznym.
To nie jest wiadomość. Mazda wypróbowała to w 1992 roku. Eunos 800 i Sentia zjechały z linii montażowej z ogniwami słonecznymi na dachu. Nie udało się. Systemy były zbyt drogie. Kierowcy ich nie chcieli. Rynek je odrzucił.
Jeśli więc dach nie porusza samochodem, co to robi?
To cię chłodzi.
Kyocera Corporation zbudowała panele dla Priusa. Nie kręcą kołami. Zasilają klimatyzator. Przynajmniej część układu klimatyzacji. To jest opcja. Płacisz dodatkowo za możliwość patrzenia w słońce, gdy kabina się ochładza.
Mniejsze systemy działają lepiej. To lekcja Audi A8. Klimatyzator A8 wykorzystuje panel słoneczny do zasilania klimatyzatora. Zwykły silnik benzynowy. Standardowy samochód. Ale energia słoneczna jest minimalna. Ona jest pomocnikiem. Nie bohater.
Fizyka jest bezlitosna. Za pomocą arkusza krzemu nie da się poruszyć samochodu ważącego 3000 funtów. Być może uda się uruchomić wentylator. Może uruchom sprężarkę. To wszystko.
„Bardzo trudno jest wygenerować wystarczającą ilość energii, aby pojazd mógł poruszać się przy użyciu energii słonecznej.”
Chcemy, żeby było tego więcej. Mamy nadzieję, że to więcej. Ale liczby nie kłamią. Silikon jest za drogi. Światło słoneczne jest zbyt rozproszone. Technologia jest wciąż na etapie symbolicznym.
Jeśli chcesz naprawdę poprawić zasięg, potrzebujesz większych baterii. Nie większe dachy.
Skorzystaj z linków, jeśli nadal chcesz dowiedzieć się więcej o samochodach hybrydowych lub ekonomicznej jeździe. Venturi Astrolab przyjmuje inne podejście. Ale na razie dach solarny to tylko modna osłona przeciwsłoneczna.
