В 1955 году сотрудник General Motors изобрел первую модель автомобиля на солнечной энергии, крошечный 15-дюймовый автомобиль. За предыдущие 65 лет никому в отрасли не удалось превратить эту модель в полноразмерный коммерческий автомобиль, работающий только на солнечной энергии.
Технология остается неэффективной, погодный барьер все еще существует, а хранение энергии по-прежнему является серьезным препятствием. Усилия, предпринятые до сих пор, показывают, что мы, скорее всего, никогда не увидим полностью работающий на солнечной энергии автомобиль или что для этого нам нужно будет пересмотреть то, как мы видим мобильность транспортных средств.
«Это зависит от нашего представления о машине на солнечных батареях. В последние годы масса и мощность автомобилей значительно увеличились, для успеха автомобиля на солнечных батареях должна преобладать новая концепция», — говорит Джиангакомо Минак, доцент кафедры промышленного машиностроения. «По крайней мере, в городских условиях и на коротких дистанциях (100-200 км/день) нам необходимо уменьшить скорость и массу автомобилей, а следовательно, мощность двигателей и размер батарей», — объясняет Минак. «Если мы сделаем это, тогда появятся автомобили на солнечных батареях».
В последнее время прогресс в направлении солнечных батарей автомобиля был значительным. В октябре 2020 года Йоркский университет в Великобритании в сотрудничестве с NOVA University Lisbon увеличил способность солнечных панелей поглощать свет на потрясающие 125%. Они обещают более легкие, тонкие, дешевые и гибкие солнечные батареи.
Доктор Кристиан Шустер с факультета физики Йоркского университета говорит: «В принципе, мы могли бы использовать в десять раз больше солнечной энергии для того же количества материала поглотителя».
Исследование, которое все еще находится в лабораторной фазе, дает надежду на то, что автомобили и небольшие транспортные средства однажды смогут полностью получать энергию от солнца.
Первый в мире автомобиль на солнечных батареях дальнего действия (которому все еще требуется электричество)
В июне прошлого года Lightyear представила прототип первого в мире автомобиля на солнечных батареях дальнего действия. Компания утверждает, что в автомобиле есть солнечные батареи, «настолько сильные, что взрослый человек может по ним ходить», расходуя 83 Втч/км и ускоряясь с 0 до 100 за десять секунд. Но электричество все еще в игре. В дополнение к подзарядке от солнечной энергии, Lightyear One можно заряжать на (быстрой) зарядной станции, используя обычную розетку на 230 В.
» Автомобили, работающие полностью на бортовых солнечных панелях без какой-либо зарядки от других источников, маловероятны в ближайшее время, потому что даже если будущие солнечные автомобили смогут каким-то образом захватить 100% солнечной энергии, их просто не хватит в дни низкой солнечной активности, чтобы удовлетворить пиковые потребности в путешествиях», — говорит говорит Джереми Дж.Михалек, профессор кафедры инженерии и государственной политики Университета Карнеги-Меллона и директор группы электрификации транспортных средств.
Автомобиль, который заряжается сам
Немецкий стартап Sono Motors, который создал Sion, первый в мире прототип электромобиля с солнечной подзарядкой, который также может стать мобильным накопителем энергии, возвращающим энергию, когда это необходимо. При чистой начальной цене в 21 500 евро Sion может автоматически подзаряжаться, используя энергию солнца, и при этом в среднем обеспечивает дополнительный запас хода в 5 800 км в год. Это, конечно, зависит от погодных условий.
«Наша запатентованная технология «гибких» солнечных элементов […] заряжает автомобиль, пока он припаркован или находится в движении — совершенно бесплатно и без выбросов CO2″, — говорит Лорин Хан, соучредитель и генеральный директор Sono Motors. Поэтому, если вы один из 12 400 человек, которые предварительно заказали Sion, вам «придется заряжать свой автомобиль в 4 раза меньше по сравнению с обычным электрическим», говорит Хан.
Sono Motors отказалась от перспективных инвестиционных сделок и в конце 2019 года запустила одну из крупнейших в Европе краудфандинговых кампаний, получив обязательство в размере 53 миллионов евро (63 миллиона долларов) всего за 50 дней. Их цель была 50 миллионов евро. Но деньги, собранные на сегодняшний день, в основном идут на создание прототипов. Sono Motors утверждает, что плохие погодные условия не обязательно являются препятствием для солнечной технологии Sion.
«Монокристаллические кремниевые элементы, которые мы используем для интеграции с солнечными батареями, могут производить энергию даже в условиях облачного неба. Конечно, с меньшим количеством солнечной энергии, но с замечательными цифрами», — говорит соучредитель и генеральный директор Йона Кристиан. «Наша цель — создать автомобиль, способный полностью обеспечить себя ежедневными поездками на работу в Европе. При европейских погодных условиях это вполне возможно», — добавляет он.
По оценкам Sono Motors, в год их автомобиль может улавливать в среднем около 16 км солнечной энергии в день в Германии (больше летом, меньше зимой).
«Но это в идеальных условиях: автомобиль расположен хорошо на солнце, а не под деревом или в тени здания, он постоянно поддерживается в чистоте, а аккумулятор всегда не полон и готов к зарядке, когда солнце выходит», — поясняет Михалек. «Полностью заряженный автомобиль не может использовать дополнительную солнечную энергию. Так что на практике я ожидал бы гораздо более скромного захвата солнечной энергии. Сегодняшние солнечные транспортные средства представляют собой подключаемые к электросети электромобили, которые периодически получают энергию от солнца», — говорит Михалек.
«Мы хотим стать образцом для подражания в том, как мы можем обеспечить индивидуальную мобильность, сохраняя при этом то, что важно для нас: окружающую среду, людей и природу», — говорит Хан.
