Водители гибридов любят идею вождения с нулевыми отходами. Вы останавливаетесь на красный свет. Двигатель внутреннего сгорания выключается. Вы медленно продвигаетесь вперед только на электричестве. Нулевые выбросы. Нулевая трата топлива. Это эффективно. Но что, если эта эффективность не прекращается, когда вы глушите двигатель?
Большинство людей полагают, что подключаемые гибриды решают эту проблему. Вы подключаете их к сети. Аккумулятор заряжается. Вы можете проехать дальше, прежде чем бензиновый мотор снова заработает. Это работает. Но это зависит от электросети. А сеть «грязная». Большая часть энергии производится за счет сжигания угля. Вы просто переносите загрязнение из выхлопной трубы в дымовую трубу на расстоянии в сотни миль.
Некоторые автопроизводители смотрят вверх. Далеко вверх. На солнце.
Солнечные панели — это не новая технология. Мы устанавливаем их на крыши зданий, чтобы сократить счета за электроэнергию, уже десятилетиями. Но устанавливать их на автомобили? Исторически это было слишком дорого. Технологии не оправдывали затрат. Это меняется. Toyota. Audi. Они интегрируют фотоэлектрические элементы в гибридные модели.
Цены на бензин нестабильны. Экологические проблемы реальны. Солнечная энергия может показаться волшебной палочкой для экономии топлива. Но работает ли это? Может ли она питать электродвигатель? Или она просто питает радио и кондиционер? Какова цена? Стоит ли переплата?
Давайте разберем реальность гибридов, оснащенных солнечными панелями.
Физика солнечной крыши
Вам может показаться, что крыша автомобиля огромна. На самом деле это не так. По сравнению с домом, она похожа на почтовую марку. Крыша типичного седана предлагает около 1,5–2 квадратных метров площади. Даже с высокоэффективными панелями вы не генерируете мегаватты. Вы генерируете ватты. Возможно, от 100 до 200 ватт при идеальном пиковом солнечном свете.
Это имеет значение. Вы не можете питать 300-сильный электродвигатель с помощью солнечной крыши. Математика не сходится. Плотность энергии солнечного света над площадью автомобиля слишком низка.
Итак, что на самом деле делают эти панели?
Они не заменяют электросеть. Они не заменяют бензиновый двигатель. Они медленно заряжают вспомогательные системы. Рассмотрите их как способ поддерживать аккумулятор заряженным без холостого хода. Или без подключения к сети.
Toyota: Пионер практического применения солнечной энергии
Toyota была одной из первых на этом поприще. Prius Prime (подключаемый гибрид) предлагал опцию солнечной крыши еще несколько лет назад. Это был не просто gimmick (пустая прихоть). Это было интегрировано в систему терморегуляции автомобиля.
Вот конкретная польза: солнечные панели питают вентилятор вентиляции. Когда вы паркуетесь на солнце, салон может сильно нагреваться. Солнечная панель запускает небольшой вентилятор, который циркулирует воздух. Это держит интерьер более прохладным. Это экономит основной аккумулятор от необходимости немедленно питать кондиционер, когда вы возвращаетесь в автомобиль. Это небольшое повышение эффективности увеличивает запас хода.
Но на этом дело не ограничивается. Солнечная система также заряжает 12-вольтовый вспомогательный аккумулятор. Это тот аккумулятор, который запускает автомобиль и питает фары, мультимедийную систему и замки. В традиционном бензиновом автомобиле это делает генератор, пока работает двигатель. В подключаемом гибриде двигатель не работает, когда автомобиль припаркован. Разряженный 12-вольтовый аккумулятор — это головная боль. Солнечные панели предотвращают это. Они поддерживают маленький аккумулятор в здоровом состоянии.
«Солнечная крыша не добавляет значительного запаса хода при движении на электротяге. Она добавляет удобства и защищает здоровье вашего автомобиля, пока он припаркован».
Audi: Солнечная люк как сборщик энергии
Audi подошла к этому вопросу иначе с концептом A7 e-tron и позже интегрировала аналогичные технологии в свои подключаемые гибриды. Они не просто разместили панели на крыше. Они внедрили фотоэлектрические элементы непосредственно в
Toyota и Fisker не шутят. Они устанавливают фотоэлектрические элементы на крыши. Третье поколение Toyota Prius также подверглось этой модификации. То же самое касается Karma — подключаемого гибрида от Fisker Automotive. Даже Audi A8 — мощное седан, работающее на бензине, — оснащен солнечной крышей.
Звучит как научная фантастика. Кажется, что это священный Грааль экологичного вождения.
Но вот холодная и суровая реальность. Главный вопрос, который волнует каждого производителя автомобилей (OEM), прост. Сколько дополнительной энергии на самом деле даёт эта панель? Можно ли реально увеличить запас хода электромобиля? Можно ли сделать экологичное вождение более эффективным?
Ответ в основном — нет.
Для Prius 2010 года неназванный источник из Toyota назвал эту меру «символическим жестом». Не инструментом для движения, а жестом. Передвигать автомобиль, используя только солнечный свет, физически сложно. Плотность энергии просто недостаточна. Солнечные панели обычно не оказывают никакого влияния на топливную эффективность гибрида. Вы не получаете обратно мили на галлон. Вы не увеличиваете запас хода вашего электромобиля.
Материалы не помогают. Кремний дорог. Автопроизводители пытаются сократить расходы, а не увеличивать их за счёт дорогостоящих фотоэлектрических систем.
Это не новость. Mazda пробовала это в 1992 году. Eunos 800 и Sentia сходили с конвейера с крышевыми солнечными элементами. Это провалилось. Системы были слишком дорогими. Водители не хотели их. Рынок отверг их.
Итак, если крыша не двигает автомобиль, что она делает?
Она охлаждает вас.
Компания Kyocera Corporation построила панели для Prius. Они не вращают колёса. Они питают кондиционер. По крайней мере, часть системы кондиционирования. Это опция. Вы платите дополнительно за возможность смотреть на солнце, пока ваш салон охлаждается.
Меньшие системы работают лучше. Это урок Audi A8. A8 использует солнечную панель для питания своего кондиционера. Обычный бензиновый двигатель. Стандартный автомобиль. Но солнечная энергия минимальна. Она — помощник. Не герой.
Физика беспощадна. Вы не можете заставить двигаться 3000-фунтовый автомобиль с помощью листа кремния. Вы, возможно, можете запустить вентилятор. Возможно, запустить компрессор. Вот и всё.
«Очень трудно генерировать достаточно энергии для перемещения транспортного средства с помощью энергии солнечного света.»
Мы хотим, чтобы это было больше. Мы надеемся, что это больше. Но цифры не лгут. Кремний стоит слишком дорого. Солнечный свет слишком рассеян. Технология всё ещё находится на символическом этапе.
Если вы хотите реального увеличения запаса хода, вам нужны более большие батареи. А не более большие крыши.
Переходите по ссылкам, если вам всё ещё интересно узнать больше о гибридных автомобилях или экологичном вождении. Venturi Astrolab имеет другой подход. Но пока солнечная крыша — это просто модный солнцезащитный козырёк.
