لماذا اختفت السيارات الكهربائية الشمسية من الطرق؟

إن العقبات التي تعترض إنتاج الكهرباء في الموقع وتكلفة التركيب تجعل من الصعب للغاية نشر السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية في الوقت الحاضر.

سيارة كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية تشارك في سباق التحدي العالمي للطاقة الشمسية. الصورة: العالم المركب

السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية موجودة بالفعل، وأفضل مكان لرؤيتها هو في World Solar Challenge، وهو سباق يقام كل عامين في أستراليا. يتعين على المتسابقين قيادة السيارة لمسافة 3000 كيلومتر تقريبًا من داروين على الساحل الشمالي لأستراليا إلى أديلايد على الساحل الجنوبي، باستخدام الطاقة الشمسية فقط. تبدو العديد من السيارات المتنافسة في السباق أشبه بشيء من مدينة الملاهي أو فيلم الخيال العلمي أكثر من كونها شيئًا تراه على الطريق. وربما يفسر هذا سبب عدم كون السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية خيارًا للنقل اليومي، على الأقل ليس بعد، وفقًا لمجلة Popular Science .

على الرغم من أن الكثير من ضوء الشمس يصل إلى الأرض أثناء النهار، إلا أنه يتشتت أثناء مروره عبر الغلاف الجوي، وبالتالي يصل إلى الأرض منخفضًا نسبيًا. في المتوسط، وبعد تعديل التأثيرات الموسمية، تبلغ كمية الطاقة من ضوء الشمس حوالي 342 واط/م2 في السنة، وهي كمية كافية لتشغيل ثلاجة قياسية. تأتي السيارات بأحجام متنوعة، لكن السيارة الأمريكية كاملة الحجم يبلغ طولها حوالي 5.5 متر وعرضها 1.8 متر، لذا فإن مساحتها السطحية تبلغ حوالي 9 - 10 أمتار مربعة، والتي يمكنها جمع حوالي 3420 واط من الطاقة، وهو ما يكفي لتشغيل الثلاجة وغسالة الأطباق والميكروويف.

تستخدم مزارع الطاقة الشمسية التي توفر الكهرباء للمدن والبلدات ملايين الألواح الكهروضوئية المنتشرة على آلاف الهكتارات. تستخدم بعض المرافق في المناطق الصحراوية مجموعات من المرايا لتركيز الطاقة الشمسية. لكن السيارة القياسية لا تمتلك مساحة سطحية كافية لجمع قدر كبير من الطاقة الشمسية.

هناك مشكلة أخرى وهي أن الخلايا الشمسية الحالية ليست فعالة جدًا في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. وعادة ما تكون كفاءتها حوالي 20% فقط، وهذا يعني أنها تحول حوالي خمس الطاقة الشمسية الواردة إلى كهرباء. وهذا يعني أن 3420 واط من الطاقة الشمسية التي تصل إلى سيارة نموذجية مغطاة بألواح شمسية ستوفر فقط حوالي 684 واط من الكهرباء لاستخدامها في السيارة. وفي الوقت نفسه، تحتاج السيارة الكهربائية إلى 20 ألف واط لتسير بسرعة 100 كيلومتر في الساعة.

عادةً ما تكون المركبات المشاركة في تحدي الطاقة الشمسية العالمي كبيرة الحجم ومصممة لتحقيق أقصى قدر من مساحة السطح. وهذا يساعد السيارة على جمع أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس. بالنسبة لسيارة مفهومية، هذا أمر جيد، ولكن معظم الموديلات لا تحتوي على نوافذ أو مساحة أخرى باستثناء مقعد السائق.

وهناك مسألة أخرى وهي الموقع الجغرافي وساعات النهار وظروف الطقس، والتي تؤثر جميعها على كمية الطاقة الشمسية التي يمكن توليدها. الأرض مائلة على محورها، لذلك لا تحصل جميع المناطق على نفس الكمية من ضوء الشمس في أي وقت. عندما يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس، يتعرض النصف العلوي من الكرة الأرضية لمزيد من ضوء الشمس، بينما يكون نصف الكرة الجنوبي أكثر برودة وأكثر ظلامًا. وبما أن النصف الجنوبي من الكوكب مائل نحو الشمس، فإن المناطق هناك تتلقى المزيد من ضوء الشمس مقارنة بالنصف العلوي من الكوكب.

تحصل المناطق القريبة من خط الاستواء على قدر كبير من ضوء الشمس على مدار العام، لذا فإن المناطق القريبة مثل جنوب كاليفورنيا أو الصحراء الكبرى تتمتع بطاقة شمسية أكبر من الأماكن القريبة من أقطاب الأرض مثل ألاسكا. وتواجه السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية أيضًا صعوبة في جمع ما يكفي من ضوء الشمس في الأيام الغائمة أو الممطرة. حتى أن العديد من مزارع الطاقة الشمسية العملاقة يجب عليها التخطيط للأوقات التي لا تشرق فيها الشمس. يجب على السائقين التحرك حتى في الليل. للحفاظ على تشغيل السيارة الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية بعد حلول الظلام، فهي تحتاج إلى استخدام الطاقة الزائدة التي يتم جمعها خلال النهار وتخزينها في البطاريات. تضيف الألواح الشمسية والبطاريات وزنًا إلى المركبة، وتتطلب المركبات الأثقل وزنًا المزيد من الكهرباء للعمل.

يسعى الباحثون إلى تصميم سيارات كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية تكون أكثر ملاءمة للاستخدام اليومي. وسوف يحتاجون إلى إنشاء خلايا شمسية قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة بكفاءة أكبر، ومناسبة للسيارات أيضًا. ومن المهم أيضًا إنشاء نظام منخفض التكلفة للسيارات حتى يتمكن المشتري العادي من شرائها.

في الوقت الحالي، الخيار الأقرب للسيارة الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية هو السيارة الكهربائية التي يتم شحنها في المنزل أو في محطة الشحن. اعتمادًا على كيفية توليد الكهرباء، قد يأتي جزء من الطاقة التي تزود هذه السيارات بالطاقة من الألواح الشمسية، أو توربينات الرياح، أو الطاقة الكهرومائية، أو مصادر متجددة أخرى.

آن كانج (وفقًا لـ Popsci )

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