Препятствия к производству электроэнергии на месте и стоимость установки в настоящее время существенно затрудняют популяризацию солнечных электромобилей.
Электромобиль на солнечных батареях принимает участие в гонке World Solar Challenge. Фото: Композитный мир
Электромобили на солнечных батареях существуют, и лучшее место, чтобы увидеть их, — это гонка World Solar Challenge, которая проводится каждые два года в Австралии. Участникам необходимо проехать около 3000 км от Дарвина на северном побережье Австралии до Аделаиды на южном побережье, используя только солнечную энергию. Многие из автомобилей, участвующих в гонке, больше похожи на машины из парка развлечений или научно- фантастического фильма, чем на то, что можно увидеть на дороге. По данным Popular Science , это может объяснить, почему электромобили на солнечных батареях не являются вариантом повседневного транспорта, по крайней мере, пока.
Хотя в течение дня на Землю попадает много солнечного света, он рассеивается при прохождении через атмосферу, поэтому достигает поверхности земли сравнительно низко. В среднем, с учетом сезонных колебаний, количество энергии солнечного света составляет около 342 Вт/м2 в год, что достаточно для работы стандартного холодильника. Автомобили бывают разных размеров, но полноразмерный американский автомобиль имеет длину около 5,5 метров и ширину 1,8 метра, то есть его площадь поверхности составляет около 9–10 квадратных метров, что позволяет собирать около 3420 Вт энергии, что достаточно для работы холодильника, посудомоечной машины и микроволновой печи.
Солнечные электростанции, снабжающие электроэнергией города и поселки, используют миллионы фотоэлектрических панелей, расположенных на тысячах гектаров. На некоторых объектах в пустынных районах для концентрации солнечной энергии используются массивы зеркал. Однако у стандартного автомобиля недостаточно площади поверхности, чтобы собирать много солнечной энергии.
Другая проблема заключается в том, что современные солнечные элементы не очень эффективны при преобразовании солнечного света в электричество. Обычно их эффективность составляет всего около 20%, то есть они преобразуют около одной пятой поступающей солнечной энергии в электричество. Это означает, что 3420 Вт солнечной энергии, попадающей на типичный автомобиль, покрытый солнечными панелями, обеспечат автомобиль всего лишь примерно 684 Вт электроэнергии. Между тем, электромобилю для движения со скоростью 100 км/ч требуется 20 000 Вт.
Транспортные средства, участвующие в World Solar Challenge, как правило, большие и спроектированы таким образом, чтобы максимально использовать площадь поверхности. Это помогает автомобилю собирать как можно больше солнечного света. С концепт-каром это нормально, но у большинства моделей нет окон или другого пространства, кроме водительского сиденья.
Еще одной проблемой является географическое положение, продолжительность светового дня и погодные условия — все это влияет на количество вырабатываемой солнечной энергии. Земля наклонена вокруг своей оси, поэтому не все ее районы получают одинаковое количество солнечного света в любой момент времени. Когда Северное полушарие наклонено к Солнцу, верхняя половина земного шара подвергается большему воздействию солнечного света, в то время как Южное полушарие становится холоднее и темнее. Поскольку южная половина планеты наклонена к Солнцу, расположенные там области получают больше солнечного света, чем верхняя половина планеты.
Районы вблизи экватора получают много солнечного света круглый год, поэтому близлежащие районы, такие как Южная Калифорния или пустыня Сахара, имеют больше солнечной энергии, чем места вблизи полюсов Земли, такие как Аляска. Электромобилям на солнечных батареях также сложно собирать достаточно солнечного света в пасмурные или дождливые дни. Даже многим гигантским солнечным электростанциям приходится планировать работу на периоды, когда Солнце не светит. Водителям приходится двигаться даже ночью. Чтобы солнечный электромобиль мог работать в темное время суток, ему необходимо использовать избыточную энергию, собранную в течение дня и сохраненную в аккумуляторах. Солнечные панели и аккумуляторы увеличивают вес транспортного средства, а более тяжелым транспортным средствам требуется больше электроэнергии для работы.
Исследователи ищут способы создания электромобилей на солнечных батареях, которые были бы более подходящими для повседневного использования. Им необходимо будет создать солнечные элементы, которые более эффективно преобразуют солнечный свет в энергию и которые также подходят для автомобилей. Также важно создать систему низких цен на автомобили, чтобы среднестатистический покупатель мог себе их позволить.
В настоящее время наиболее близким вариантом к солнечному электромобилю является электромобиль, который заряжается дома или на зарядной станции. В зависимости от способа выработки электроэнергии часть энергии, питающей эти автомобили, может поступать от солнечных батарей, ветряных турбин, гидроэлектростанций или других возобновляемых источников.
Ан Кханг (по версии Popsci )
Ссылка на источник
Комментарий (0)