هر آنچه باید از خودروهای خورشیدی بدانید - سارا نوشت

به گزارش سارا نوشت، تا کنون درباره نوآوری در مواد، به ویژه پیشرفت در مواد تشکیل دهنده باتری، میزان و برد پشتیبانی شده به وسیله آن ها زیاد صحبت شده است. خودروهای الکتریکی باتری دار با تعهدات کامل قطعه سازان برای جایگزینی موتورهای درون سوز با الکتریکی، در حال تبدیل به جریان اصلی دنیای خودرو هستند. اما شکل دیگری از انرژی هم وجود دارد که حتی قدیمی تر است: انرژی خورشیدی.

در حالی که استفاده از انرژی خورشیدی دستخوش یک انقلاب قابل توجه در جهت توسعه سلول های فتوولتاییک شده، یک خودروی خورشیدی در هیچ کجای دنیا به فراوری انبوه نرسیده است. اما چرا این گونه است؟

خودروی خورشیدی چیست؟

اول، هنگامی که درباره وسایل نقلیه خورشیدی صحبت می کنیم، بسیار مهم است که طبقه بندی درستی انجام دهیم. اصطلاح وسیله نقلیه با پنل خورشیدی (Solar Panel Vehicle) به طور کلی برای توصیف هر وسیله نقلیه ای با سلول های خورشیدی ادغام شده در طراحی آن استفاده می گردد که با نام وسایل نقلیه برقی خورشیدی هم شناخته می شوند.

آن ها می توانند در شب یا در نبود نور مستقیم خورشید هم به راحتی کار نمایند زیرا از پنل های خود برای ذخیره انرژی خورشیدی در باتری های خود استفاده می نمایند.

شیوه عملکرد پنل خورشیدی روی خودرو

صفحات خورشیدی دارای سلول های فتوولتاییک (PV) هستند. این سلول های PV نور یا فوتون ها را می گیرند و به الکتریسیته تبدیل می نمایند. بدین ترتیب با برخورد نور خورشید به پنل خورشیدی روی خودرو، سلول های PV جریان مستقیم (DC) فراوری می نمایند.

الکتریسیته حاصل از این فرآیند به وسیله یک کنترل نماینده به ولتاژ استاندارد تبدیل و سپس در باتری ذخیره می گردد.

مزیت خودروهای خورشیدی

• هزینه کمتر برای شارژ باتری
• نداشتن هزینه های اضافی در صورت تعویض باتری
• بدون آلودگی صوتی یا آلودگی هوا
• گزینه ای عالی برای رانندگانی که مسافت های کوتاه را در آب وهوای آفتابی می پیمایند.
• قابلیت شارژ حتی هنگام هوای ابری و امکان رانندگی در شب
• تحقیقات گسترده و نوآوری در زمینه مواد خورشیدی که می تواند منجر به باتری های سبک تر و سلول های فتوولتاییک کارآمدتر گردد.

معایب خودروهای خورشیدی

• پنل های خورشیدی نور خورشید را با بازدهی حدود 20 تا 35 درصد به الکتریکسیته تبدیل می نمایند. بنابراین برای به دست آوردن قدرت واقعی به انرژی خورشیدی زیادی احتیاج است.
• پنل های خورشیدی باید تعادلی میان بازدهی و وزن ایجاد نمایند، پنل های خورشیدی سبک تر برای اتومبیل بهتر هستند اما ممکن است به میزان کافی بازده نداشته باشند.
• این نوع خودروها بسیار تخصصی هستند، بنابراین امکان مراجعه به تعمیرکاران محلی را چالش برانگیز می نمایند.
• در حالی که می توانند در منطقه ها ابری کار نمایند اما فقط در جاهای آفتابی کاملا بهینه هستند.
• نبود سرمایه گذاری مناسب در این زمینه از سوی بیشتر قطعه سازان، که این نوع خودروها را به عنوان یک گزینه آخر خوب در جهت نوآوری های توسعه پایدار درنظر می گیرند.

چگونگی تعبیه انرژی خورشیدی در خودروها

سقف های خورشیدی

مدت هاست که سقف های خورشیدی برای خودروها در بازار وجود دارد. این نوع سقف ها به عنوان گزینه اختیاری اضافی برای خودروهایی مانند سوناتا هیبریدی، تویوتا پریوس و نیسان لیف ارائه می شوند.

به گفته هیوندای، پنل های خورشیدی سوناتا هیبریدی با 6 ساعت شارژ روزانه، می توانند برق کافی برای شارژ 30 تا 60 درصد باتری خودرو فراوری نمایند. با این کارکرد، سالانه 1300 کیلومتر به وسیله انرژی خورشیدی به برد خودرو اضافه می گردد.

در ژاپن هم تویوتا پریوس پرایم با سقف خورشیدی دردسترس است تا 6 کیلومتر برد را به رانندگی روزانه اضافه کند. با این حال، این فناوری در آمریکا دردسترس نیست زیرا موارد مورد استفاده در آزمایش های واژگونی خودرو این کشور تأیید نشده اند.

نیسان لیف هم اولین خودروی سقف دار خورشیدی خود را در سال 2010 عرضه کرد که بسیار جلوتر از بقیه بود. اما تمرکز بیشتر این شرکت بر افزایش قابلیت باتری و ایجاد انرژی خورشیدی براس ساختمان ها بوده است بنابراین هر گونه نوآوری واقعی در سقف خورشیدی در برترین حالت، یک تفکر ثانویه برای این شرکت بوده است.

گفته می گردد خودروی تمام الکتریکی اپل هم می تواند از ویژگی مشابهی برای شارژ باتری ها استفاده کند.

پوشش اتاق عقب وانت

امکان نصب پنل های خورشیدی بر روی اتاق عقب وانت هم وجود دارد. در این نوع چیدمان خودرو، پنل های خورشیدی این وسیله که روی اتاق عقب وانت را می پوشانند، پرتوهای خورشید را جمع آوری نموده و در یک بسته باتری با ظرفیت بالا ذخیره می نمایند. انرژی ذخیره شده به وسیله یک اینورتر داخلی AC/DC قابل دسترسی است و برد خودروی الکتریکی را هنگام رانندگی افزایش می دهد.

خودروهای مسابقه

مجموعه ای از خودروهای مسابقه ای با انرژی خورشیدی وجود دارد که به وسیله دانشجویان مهندسی ساخته شده اند و مسافت های طولانی را در منطقه ها آفتابی استرالیا و کالیفرنیا می پیمایند. از جمله این خودروها می توان به شرکت نمایندگان در رقابت چالش خورشیدی دنیای (World Solar Challenge) اشاره نمود.

اما متاسفانه برخلاف آنچه در خصوص نوآوری های رقابتی دیگر مانند هایپرلوپ دیده ایم، این امر هنوز به یک استارتاپ کاربردی و فراوری انبوه تبدیل نشده است.

نوآوری های دیگر

در نهایت نوآوری های نو استارتاپ ها است که کوشش های آن ها در این حوزه باعث شده فعالیت های قطعه سازان بسیار ضعیف به نظر برسد.

برای نمونه استارتاپ لایت یر (Lightyear) در سال 2016 تأسیس شد و تا کنون 100 میلیون دلار سرمایه جذب نموده است. آن ها هم اکنون روی یک وسیله نقلیه با قیمت خرده فروشی 175 هزار دلار کار می نمایند و امیدوارند با فراوری انبوه بتوانند قیمت را کاهش دهند.

شرکت آلمانی سونوس موتورز (Sonos Motors) هم در حال ساخت خودروی سیون (Sion) است. این شرکت در سال 2016 تأسیس شد و بیش از 126 میلیون دلار سرمایه جذب نموده است.

تا کنون بیش از 15 هزار رزرو به ارزش 385 میلیون دلار برای این شرکت صورت گرفته است و می توانیم به زودی انتظار یک عرضه سهام اولیه را از سوی آن داشته باشیم.

ایده ای قدیمی با فرصت های از دست رفته زیاد

به طور کلی انرژی خورشیدی، حوزه ای است که از کمبود سرمایه گذاری گسترده که اخیرا در زمینه باتری های الکتریکی و هیدروژنی دیده ایم، رنج می برد. ظاهرا شرکت ها در اوایل دهه 2010 درباره انرژی خورشیدی هیجان زده بودند اما سپس به طور ناگهانی به سمت باتری های برقی بسیار پرسودتر رفتند.

به راحتی می توان از خودروهای خورشیدی خسته شد. در حال حاضر علاقه جمعی کافی برای ایجاد همان سطح سرمایه گذاری، از نظر اقتصادی و فنی، مانند دیگر راهکارهای EV وجود ندارد و تعیین نیست که آیا می توان روزی شاهد تغییر شرایط باشیم؟ در این صورت، چیزی جز یک فرصت از دست رفته واقعی نخواهد بود.

اما دست کم می توان امیدوار بود که استارتاپ ها این حوزه فناوری را نجات دهند زیرا فعالیت های خوبی را شروع نموده اند که می توانند صنعت خودرو را به شکلی که تا کنون ندیده ایم، متحول نمایند.

عکس کاور: رندر خودروی خورشیدی لایت یر وان

Credit: Lightyear

منبع: The Next Web