なぜ太陽光発電自動車は道路上に存在しないのでしょうか?

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現地での発電の障害や設置コストにより、現時点では太陽光発電自動車の普及は非常に困難です。

ソーラー電気自動車がワールドソーラーチャレンジレースに参加。写真: コンポジットワールド — ソーラー電気自動車がワールドソーラーチャレンジレースに参加。写真:*コンポジットワールド*

ソーラー電気自動車は実際に存在しており、それを見るのに最適な場所は、オーストラリアで2年ごとに開催されるレース、ワールドソーラーチャレンジです。参加者は、太陽光エネルギーのみを使って、オーストラリア北海岸のダーウィンから南海岸のアデレードまで約3,000キロを走行しなければならない。レースで競う車の多くは、路上で見かけるものというより、遊園地やSF映画から出てきたような外観をしている。ポピュラーサイエンス誌によると、これが太陽光発電自動車が、少なくとも今のところは日常の移動手段として選択肢に入らない理由を説明できるかもしれないという。

日中は多くの太陽光が地球に届きますが、大気圏を通過する際に散乱されるため、比較的低い位置から地表に届きます。季節の影響を調整した後、平均すると、太陽光から得られるエネルギー量は年間約 342 ワット/m2 となり、標準的な冷蔵庫を稼働させるのに十分な量になります。車にはさまざまなサイズがありますが、米国のフルサイズの車は長さ約5.5メートル、幅約1.8メートルなので、表面積は約9〜10平方メートルで、冷蔵庫、食器洗い機、電子レンジを動かすのに十分な約3,420ワットのエネルギーを集めることができます。

都市や町に電力を供給する太陽光発電所では、数千ヘクタールの土地に広がる何百万枚もの太陽光発電パネルが使用されています。砂漠地帯のいくつかの施設では、鏡の配列を使用して太陽エネルギーを集中させています。しかし、標準的な自動車では、多くの太陽エネルギーを集めるのに十分な表面積がありません。

もう一つの問題は、現在の太陽電池は太陽光を電気に変換する効率があまり良くないことです。通常、その効率はわずか 20% 程度で、入射する太陽エネルギーの約 5 分の 1 を電気に変換していることになります。つまり、ソーラーパネルで覆われた一般的な自動車に当たる 3,420 ワットの太陽エネルギーから、自動車が使用できる電力は約 684 ワットしか供給されないことになります。一方、電気自動車が時速100キロで走行するには2万ワットが必要です。

ワールド・ソーラー・チャレンジに参加する車両は通常大型で、表面積を最大化するように設計されています。これにより、車は可能な限り多くの太陽光を集めることができます。コンセプトカーであれば問題ありませんが、ほとんどのモデルには運転席以外に窓やその他のスペースがありません。

もう一つの問題は、地理的な位置、日照時間、気象条件であり、これらはすべて生成できる太陽エネルギーの量に影響します。地球は軸が傾いているため、特定の時間にすべての地域が同じ量の太陽光を受け取るわけではありません。北半球が太陽の方に傾くと、地球の上半分はより多くの太陽光にさらされ、南半球はより寒く、より暗くなります。惑星の南半分は太陽に向かって傾いているため、そこの領域は惑星の上半分よりも多くの太陽光を受け取ります。

赤道付近の地域は年間を通じて太陽光を多く受けるため、南カリフォルニアやサハラ砂漠などの近隣地域では、アラスカなどの地球の両極付近の地域よりも太陽エネルギーが多くなります。太陽光発電自動車は、曇りや雨の日には十分な太陽光を集めるのに苦労します。多くの巨大な太陽光発電所でも、太陽が照っていない時間に対する計画を立てなければなりません。ドライバーは夜間でも移動する必要があります。太陽光発電自動車を夜間も走らせ続けるには、日中に集めてバッテリーに蓄えた余剰エネルギーを使う必要がある。ソーラーパネルとバッテリーは車両の重量を増加させ、重い車両は動作するためにより多くの電力を必要とします。

研究者たちは、日常使用により適した太陽光発電自動車を設計する方法を模索している。太陽光をより効率的にエネルギーに変換し、自動車にも適した太陽電池を開発する必要がある。平均的な購入者が購入できるような低コストの自動車システムを構築することも重要です。

現在、ソーラー電気自動車に最も近い選択肢は、自宅や充電ステーションで充電する電気自動車です。電気がどのように生成されるかに応じて、これらの車を動かすエネルギーの一部は、太陽光パネル、風力タービン、水力発電、またはその他の再生可能エネルギー源から得られる可能性があります。

アン・カン（ポプシによると）

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