Miért nincsenek napelemes autók?

A versenyen induló autók közül sokan inkább hasonlítanak vidámparki autókra vagy sci-fi járművekre, mint az utakon látható autókra. Ez elárul valamit arról, hogy a napelemes autók miért nem jelentenek lehetőséget a mindennapi közlekedésre, legalábbis egyelőre.

Elegendő napfény összegyűjtése

Bár napközben sok napfény esik a Földre, a fény a légkörön keresztül haladva szétszóródik, így az adott felszínt érő napfény mennyisége meglehetősen alacsony. Az évszakok hatását kiszűrve, egy teljes évre vetítve ez az érték körülbelül 342 watt négyzetméterenként. Ez nagyjából egy normál hűtőszekrény működtetéséhez elegendő energia.

Az autók mérete nagyban változik, de egy teljes méretű autó az Egyesült Államokban körülbelül 5,4 méter hosszú és két méter széles, tehát körülbelül 9-10 négyzetméter vízszintes felülettel rendelkezik. Ez nagyjából 3420 wattot jelent, ami elég egy hűtőszekrény, egy mosogatógép és egy mikrohullámú sütő működtetéséhez.

A nagy napelemparkok, amelyek áramot küldenek a városokba, több ezer hektáron több millió napelem felállításával kompenzálják azt a tényt, hogy a napfény ekkora területen oszlik el. Egyesek, főként a sivatagi területeken, tükörmezőkkel koncentrálják a nap energiáját. Egy átlagos autónak azonban nincs elég felülete ahhoz, hogy sok napenergiát gyűjtsön össze.

A napfény energiává alakítása

Egy másik probléma, hogy a mai napelemek nem túl hatékonyak a napfény elektromos árammá alakításában. Hatékonyságuk általában 20 százalék körüli, ami azt jelenti, hogy a hozzájuk érkező napenergia körülbelül egyötödét alakítják át elektromos árammá.

Ez azt jelenti, hogy egy átlagos, napelemekkel borított autóra eső 3420 wattnyi napenergia csak körülbelül 684 wattot eredményezne, amelyet az autó fel tudna használni. Összehasonlításképpen, egy elektromos járműnek körülbelül 20.000 wattra van szüksége ahhoz, hogy 100 kilométer/órás sebességgel haladjon.

A World Solar Challenge versenyen induló járművek általában nagyok, és olyan kialakításúak, hogy maximalizálják vízszintes felületüket. Ez segít nekik a lehető legtöbb napfényt összegyűjteni. Koncepciójárműként ez rendben is van, de a legtöbb modellben nincs sok ablak, és a vezetőn kívül másnak sincs hely.

Amikor nem süt a nap

További kihívást jelent, hogy a földrajzi elhelyezkedés, a nappali órák és az időjárási körülmények mind befolyásolják, hogy mennyi napenergia termelhető. A Föld tengelye megdől, így nem minden területre jut egyforma mennyiségű napfény egy adott időpontban. Amikor az északi félteke a nap felé dől, a földgömb felső része több napfényt kap, és ott tavasszal és nyáron, míg a déli féltekén hidegebb és sötétebb van. Amikor a bolygó déli fele a nap felé dől, a Föld déli felének területei több napot kapnak, a felső fele pedig kevesebbet.

Az Egyenlítőhöz közeli területek egész évben egyenletes napfényt kapnak, így a hozzá közelebb eső zónák – mint például Dél-Kalifornia vagy a Szahara-sivatag – intenzívebb napfényt kapnak, mint a Föld sarkaihoz közelebb eső helyek, például Alaszka.

A napelemes autóknak borult vagy esős napokon is nehéz lenne elegendő napfényt gyűjteniük. Még a hatalmas naperőművekkel rendelkező nagy közműszolgáltatóknak is számolniuk kell olyan időszakokkal, amikor nem süt a nap. A sofőröknek pedig szükségük van arra, hogy autóik éjszaka is működjenek. Ahhoz, hogy a napelemes autó sötétedés után is működhessen, a napközben összegyűjtött és akkumulátorban tárolt többletenergiát kellene felhasználnia. A napelemek és az akkumulátorok növelik az autó súlyát, és a nehezebb autóknak több energiára van szükségük a működéshez.

Dolgoznak a tervezésén

A kutatók olyan napelemes autók tervezésén dolgoznak, amelyek jobban megfelelnek a mindennapi használatra. Ehhez a tervezőknek hatékonyabbá kell tenniük a napelemek napfény energiává alakítását, és olyan napelemeket kell tervezniük, amelyek jobban illeszkednek az autókhoz. Az is döntő fontosságú lesz, hogy az autók napelemes rendszereit olcsóbbá tegyék, hogy az átlagos vásárlók is megengedhessék maguknak.

Egyelőre a napelemes autóhoz legközelebb álló lehetőség az elektromos jármű, amelyet otthon vagy egy töltőállomáson tölthetünk fel. Az áramtermelés módjától függően az ilyen autókba áramló energia egy része valószínűleg napelemekből, szélturbinákból, víztározókból vagy más megújuló forrásokból származik. És ez az arány növekedni fog, ahogy az országok a következő évtizedekben a tiszta energiára való átálláson dolgoznak – írja az AutoTech News.