Auto op zonne-energie. Bekeken en perspectieven
In de zoektocht naar alternatieve energiebronnen investeren autobedrijven fors in innovatie. Dankzij dit kreeg de autowereld echt efficiënte elektrische voertuigen, evenals motoren op waterstof.
Over waterstofmotoren, we al sprak onlangs... Laten we ons wat meer concentreren op elektrische voertuigen. In de klassieke versie is dit een auto met een enorme batterij (hoewel die er al is supercapacitor modellen), die wordt opgeladen via het elektriciteitsnet van het huis, evenals bij een tankstationterminal.
Aangezien één keer opladen, vooral bij koud weer, niet lang genoeg is, proberen ingenieurs de auto uit te rusten met extra systemen voor het verzamelen van nuttige energie die vrijkomt tijdens het bewegen van de auto. Zo verzamelt het recuperatiesysteem kinetische energie van het remsysteem, en als de auto uitrolt, werkt het chassis als generator.
Sommige modellen zijn uitgerust met een verbrandingsmotor, die alleen als generator werkt, ongeacht of de auto rijdt of niet. Een voorbeeld van dergelijke voertuigen is de Chevrolet Volt.
Er is een ander systeem waarmee u de benodigde energie kunt krijgen zonder schadelijke emissies. Dit zijn zonnepanelen. Het is de moeite waard om te erkennen dat deze technologie al lang wordt gebruikt, bijvoorbeeld in ruimtevaartuigen, en om energiecentrales van hun eigen energie te voorzien.
Wat kun je zeggen over de mogelijkheid om deze technologie in elektrische voertuigen te gebruiken?
Algemene kenmerken
Het zonnepaneel werkt volgens het principe dat de energie van ons armatuur wordt omgezet in elektriciteit. Om ervoor te zorgen dat de auto op elk moment van de dag kan rijden, moet energie worden verzameld in de batterij. Deze krachtbron moet ook de nodige elektriciteit leveren aan andere verbruikers die nodig zijn voor veilig rijden (bijvoorbeeld ruitenwissers en koplampen) en voor comfort (bijvoorbeeld verwarming van de passagiersruimte).
Verschillende bedrijven in de Verenigde Staten waren in de jaren vijftig een pionier in het gebruik van deze technologie. Deze praktische stap was echter niet succesvol. De reden was het ontbreken van batterijen met een hoge capaciteit. Hierdoor had de elektrische auto te weinig gangreserve, zeker in het donker. Het project werd uitgesteld tot betere tijden.
In de jaren 90 raakten ze weer geïnteresseerd in de technologie, omdat het mogelijk werd om batterijen met een verhoogde efficiëntie te maken. Hierdoor kon het model meer energie verzamelen, die vervolgens tijdens het verplaatsen kon worden gebruikt.
De ontwikkeling van elektrisch vervoer maakt het mogelijk om de lading efficiënter te gebruiken. Bovendien heeft elk autobedrijf er belang bij het energieverbruik te verminderen door de weerstand van de transmissie, de tegemoetkomende luchtstroom en andere factoren te verminderen. Hierdoor vergroot je de gangreserve op één lading met meer dan een kilometer. Nu wordt dit interval gemeten door enkele honderden kilometers.
Ook de ontwikkeling van lichtgewichtmodificaties van carrosserieën en verschillende eenheden speelde hierbij een goede hulp. Dit vermindert het gewicht van het voertuig en heeft een positieve invloed op de voertuigsnelheid. Al deze innovatieve ontwikkelingen worden toegepast in zonnewagens.
De motoren die op dergelijke auto's zijn gemonteerd, verdienen speciale aandacht. Dit zijn brushless-modellen. Dergelijke aanpassingen maken gebruik van speciale zeldzame magnetische elementen die de rolweerstand verminderen en ook het vermogen van de krachtcentrale vergroten.
Een andere optie die maximaal effect heeft, is het gebruik van gemotoriseerde wielen. De energiecentrale zal dus geen energie verspillen om de weerstand van verschillende transmissie-elementen te overwinnen. Deze oplossing zal vooral praktisch zijn voor een auto met een hybride krachtcentrale.
De nieuwste ontwikkeling maakt het gebruik van een elektrische energiecentrale in bijna elk voertuig met vier wielen mogelijk. Deze aanpassing is een flexibele batterij. Het is in staat om efficiënt elektriciteit vrij te geven en vele vormen aan te nemen. Hierdoor kan de stroomvoorziening op verschillende afdelingen van de auto worden geïnstalleerd.
De batterij wordt opgeladen vanaf het paneel, dat zich voornamelijk bovenop de auto bevindt, aangezien het dak een platte structuur heeft en u de elementen in een rechte hoek ten opzichte van de zonnestralen kunt plaatsen.
Wat zijn de zonnewagens
Bijna elk bedrijf ontwikkelt efficiënte zonnewagens. Hier zijn enkele van de concept car-projecten die we al hebben voltooid:
- De Franse elektrische auto met dit type krachtbron is de Venturi Eclectic. Het concept is ontwikkeld in 2006. De auto is uitgerust met een energiecentrale, waarvan het vermogen 22 pk bereikt. De maximale transportsnelheid is 50 km / u, waarbij de actieradius vijftig kilometer bedraagt. De fabrikant gebruikt een windgenerator als extra energiebron.
- Astrolab Eclectic is een andere ontwikkeling van hetzelfde Franse bedrijf, aangedreven door zonne-energie. De eigenaardigheid van de auto is dat deze een open carrosserie heeft en dat het paneel zich rond de omtrek van de bestuurder en zijn passagier bevindt. Hierdoor blijft het zwaartepunt zo dicht mogelijk bij de grond. Dit model accelereert tot 120 km / u. De accu zelf heeft een grote capaciteit, en bevindt zich direct onder het zonnepaneel. Het vermogen van de installatie is 16 kW.
- Nederlandse zonneauto voor het hele gezin - Stella. Het model is in 2013 ontwikkeld door een groep studenten. De auto heeft een futuristische vorm gekregen en de carrosserie is gemaakt van aluminium. De maximale afstand die een auto kan afleggen is ongeveer 600 kilometer.
- In 2015 verscheen een ander bedrijfsmodel: Immortus, dat werd gemaakt door EVX Ventures uit Melbourne, Australië. Deze tweezits elektrische auto heeft een degelijk zonnepaneel met een oppervlakte van 2286 vierkante centimeter. Bij zonnig weer kunnen voertuigen de hele dag reizen zonder op elke afstand op te laden. Om het boordnet van energie te voorzien, wordt een batterij gebruikt met een capaciteit van slechts 10 kW / h. Op een bewolkte dag is de auto in staat om een afstand van 399 km af te leggen, en zelfs dan met een maximumsnelheid van 59 km / u. Het bedrijf is van plan om het model in series te brengen, maar in beperkte mate - slechts ongeveer honderd exemplaren. De kosten van zo'n auto bedragen ongeveer 370 duizend dollar.
- Een andere auto die dit soort energie gebruikt, laat goede resultaten zien, ook als sportwagen. Het Green GT-model van de Solar World GT heeft 400 pk en een snelheidslimiet van 275 kilometer per uur.
- In 2011 vond een wedstrijd plaats onder zonnewagens. Hij werd gewonnen door Tokai Challenger 2, een Japans elektrisch voertuig dat gebruikmaakt van zonne-energie. De auto weegt slechts 140 kilogram en accelereert tot 160 km / u.
Huidige situatie
In 2017 introduceerde het Duitse bedrijf Sono Motors het Sion-model, dat al in de serie is opgenomen. De kosten zijn vanaf 29 USD. deze elektrische auto kreeg bijna overal op het koetswerk zonnepanelen.
De auto accelereert tot 100 km / u. in 9 seconden, en de maximumsnelheid is 140 kilometer / uur. De accu heeft een capaciteit van 35 kW / h en een gangreserve van 255 kilometer. Het zonnepaneel zorgt voor een kleine oplaadbeurt (voor een dag in de zon wordt de accu slechts opgeladen om ongeveer 40 km af te leggen), maar de auto kan niet alleen op deze energie rijden.
In 2019 kondigden Nederlandse ingenieurs van de Universiteit van Eindhoven de start aan met het verzamelen van pre-orders voor de productie van een limited edition Lightyear. Volgens de ingenieurs belichaamde dit model de parameters van een ideale elektrische auto: een grote actieradius op één lading en het vermogen om genoeg energie op te bouwen voor een lange rit.
Sommige teamleden hebben gewerkt voor Tesla en andere bekende autobedrijven die serieus betrokken zijn bij het maken van efficiënte elektrische auto's. Dankzij deze ervaring is het team erin geslaagd een auto te creëren met een enorme gangreserve (afhankelijk van de transportsnelheid varieert deze parameter van 400 tot 800 kilometer).
Zoals de fabrikant belooft, zal de auto alleen op zonne-energie ongeveer 20 duizend kilometer per jaar kunnen rijden. Deze gegevens trokken de aandacht van veel autoliefhebbers, waardoor het bedrijf in korte tijd zo'n 15 miljoen euro aan investeringen wist binnen te halen en bijna honderd pre-orders binnenhaalde. Toegegeven, de kosten van zo'n auto zijn 119 duizend euro.
In hetzelfde jaar kondigde de Japanse autofabrikant proeven aan met een nationale hybride auto, de Prius, uitgerust met zonnecellen. Zoals beloofd door de vertegenwoordigers van het bedrijf, zal de machine ultradunne panelen hebben, die worden gebruikt in de ruimtevaart. Hierdoor is de machine zo onafhankelijk mogelijk van de stekker en het stopcontact.
Tot op heden is bekend dat het model bij zonnig weer slechts 56 kilometer kan worden opgeladen. Bovendien kan de auto op de parkeerplaats staan of langs de weg rijden. Volgens de leidende ingenieur van de afdeling, Satoshi Shizuki, zal het model niet snel in de serie worden uitgebracht, omdat het belangrijkste obstakel hiervoor het onvermogen is om een krachtige zonnecel ter beschikking te stellen van een gewone automobilist.
Voors en tegens van zonneauto's
Een zonneauto is dus dezelfde elektrische auto, alleen gebruikt hij een extra stroombron - een zonnepaneel. Zoals elk elektrisch voertuig heeft dit type voertuig de volgende voordelen:
- Geen uitstoot, maar alleen bij gebruik van uitsluitend elektriciteit;
- Als de verbrandingsmotor alleen als generator wordt gebruikt, heeft dit ook een positief effect op de milieuvriendelijkheid van het transport. De krachtbron ondervindt geen overbelasting, waardoor de MTC efficiënt doorbrandt;
- Elke batterijcapaciteit kan worden gebruikt. Het belangrijkste is dat de auto haar kan meenemen;
- De afwezigheid van complexe mechanische eenheden zorgt voor een langere levensduur van het voertuig;
- Hoog comfort tijdens het rijden. Tijdens bedrijf zoemt de energiecentrale niet en trilt ook niet;
- Het is niet nodig om de juiste brandstof voor de motor te zoeken;
- Moderne ontwikkelingen zorgen voor een efficiënt gebruik van energie die vrijkomt bij elk transport, maar niet in conventionele auto's.
Naast alle nadelen van elektrische voertuigen hebben zonnewagens de volgende nadelen:
- Zonnepanelen zijn te duur. De budgetoptie vereist een groot gebied van blootstelling aan zonlicht, en compacte modificaties worden gebruikt in ruimtevaartuigen en zijn te duur voor gewone autoliefhebbers;
- Zonneauto's zijn niet zo krachtig en snel als conventionele benzine- of dieselauto's. Hoewel dit een pluspunt is voor de veiligheid van dergelijk transport, zouden er minder piloten op de weg zijn die het leven van anderen niet serieus nemen;
- Onderhoud van dergelijke voertuigen is niet mogelijk, aangezien zelfs officiële servicestations geen specialisten hebben die dergelijke installaties begrijpen.
Dit zijn de belangrijkste redenen waarom zelfs werkkopieën in de conceptcategorie blijven. Blijkbaar wacht iedereen op iemand die met opzet grote sommen geld zal uitgeven om de boel op gang te krijgen. Iets soortgelijks gebeurde toen veel bedrijven werkende modellen van elektrische voertuigen hadden. Echter, totdat het bedrijf van Elon Musk de hele last op zich nam, wilde niemand zijn geld uitgeven, maar besloot hij de reeds gebaande paden te bewandelen.
Hier is een kort overzicht van zo'n voertuig, de Toyota Prius:
