211service.com
Czy fotowoltaika montowana w samochodzie ma sens?
W zeszłym tygodniu japońska gazeta Nikkei wywołał szum, informując, że przeprojektowana Toyota Prius, która ma zostać wydana w przyszłym roku, będzie wyposażona w panele słoneczne. Rzecznicy Toyoty nie potwierdzą ani nie zaprzeczą raportowi, ale kilka firm już oferuje zestawy dachowe do fotowoltaiki Prius, a naukowcy z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (NREL) w Golden w stanie Kolorado testują jeden na Priusie zmodyfikowany do podłączenia do sieci elektrycznej. Ich wniosek: na razie hybrydy plug-in ładowane ze stacjonarnych paneli słonecznych są bardziej wydajną i tańszą opcją.
Warte ceny?: Solarny dach przyklejony do tego Priusa składa się ze 146 czterocalowych ogniw z krzemu krystalicznego o powierzchni czterech cali kwadratowych, które mogą generować łącznie 215 watów. Panel, który może dodać pięć mil do 50-milowego zasięgu samochodu tylko z napędem elektrycznym, jest dostępny za 3500 USD od Solar Electrical Vehicles. Coś podobnego może wkrótce zostać zainstalowane fabrycznie przez Toyotę.
Pomysł ogniw słonecznych montowanych w samochodach nie jest nowy: na początku lat 90. Mazda oferowała swojego luksusowego sedana 929 z opcjonalnymi ogniwami słonecznymi w szklanym szyberdachu do napędzania wentylatorów, które usuwały gorące powietrze z samochodu. Jednak większość pokładowych systemów fotowoltaicznych do tej pory kosztowała kilka tysięcy dolarów, generując mniej niż 100 watów energii, poprawiając efektywność paliwową pojazdu o zaledwie kilka procent. Myślę, że to bardziej chwyt marketingowy, mówi Andrew Frank, pionier w dziedzinie hybryd typu plug-in na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis i dyrektor ds. technologii w spinoffie pojazdów hybrydowych UC-Davis Wydajne układy napędowe . Aby naprawdę jeździć samochodem, potrzeba kilowatów.
Ograniczona powierzchnia dachu samochodu jest jednym z ograniczeń w produkcji energii przez panele. Innym jest to, że nie mogą być nachylone prostopadle do słońca w celu optymalnego przechwytywania energii, w przeciwieństwie do większości fotowoltaiki na budynkach lub farmach słonecznych, które albo śledzą słońce, albo są zainstalowane ze stałym nachyleniem na południe.
Badacze NREL przetestowali zakres tych ograniczeń, wyposażając wtyczka Prius, którą zbudowali na początku tego roku z najmocniejszym dachowym panelem słonecznym na rynku. Zmontowany przez Solarne pojazdy elektryczne , z siedzibą w Westlake Village w Kalifornii, panel całkowicie zakrywa dach Priusa, łącząc ze sobą 146 czterocalowych ogniw z krystalicznego krzemu o łącznej mocy 215 watów. Jednak starszy inżynier NREL, Tony Markel, mówi, że testy jego grupy sugerują, że przy normalnym użytkowaniu moc wyjściowa będzie bliska 165 watów.
To skromna poprawa w porównaniu z doładowaniem, jakie Prius uzyskuje dzięki dodatkowej baterii litowo-jonowej. Markel mówi, że sześć kilowatogodzin energii elektrycznej dostępnej z w pełni naładowanego akumulatora pozwala Priusowi NREL uzyskać około 100 mil na galon w ciągu pierwszych 50 mil jazdy – ponad dwukrotnie więcej niż standardowy Prius. Innymi słowy, nocne ładowanie powinno zająć około 50 mil przy lekkiej jeździe. Markel mówi, że NREL musi jeszcze określić ilościowo dodatkowy wpływ panelu słonecznego, ale pięć godzin dobrego światła słonecznego, które samochód widzi w przeciętnym dniu, dałoby mu moc elektryczną co najwyżej 0,825 kilowatogodzin. System prawdopodobnie poprawiłby wydajność paliwową wtyczki przez pierwsze 50 mil ze 100 do 105 mil na galon, mówi.
Nawet ta ograniczona poprawa wiąże się ze znacznymi kosztami. Solar Electrical Vehicles sprzedaje swoje panele za 3500 USD, podczas gdy NREL mógł wzmocnić swoją baterię litową, aby pobrać kolejną kilowatogodzinę z sieci za jedyne 1000 USD.
Markel zauważa jednak, że według prezesa firmy Grega Johansona firma Solar Electrical produkuje bardzo małe ilości – zaledwie dwa do trzech systemów dziennie. Ekonomia skali może znacznie obniżyć cenę systemu. Markel twierdzi, że optymalizacja interfejsu elektronicznego między panelem słonecznym a bateriami hybrydowymi może również zwiększyć wydajność. Elektronika będzie kluczowa, mówi. Wiem, że ich systemy nie są specjalnie projektowane pod kątem aplikacji, więc prawdopodobnie nie są najbardziej wydajnym podejściem.
Drugi na rynku panel słoneczny na dachu, od konkurenta Solar Electrical Solatec , działa dokładnie tak, jak Nikkei powiedział, że Toyota by: zamiast ładować akumulator systemu hybrydowego, ładuje pomocniczy akumulator kwasowo-ołowiowy, który napędza klimatyzator Priusa, radio i inne urządzenia peryferyjne. Obecny system Solatec zapewnia tylko 24 waty i kosztuje 1650 USD po odinstalowaniu – mniej niż połowę tego, co Solar Electrical. Niższa cena i wydajność są zarówno produktem ubocznym mniej wydajnych cienkowarstwowych ogniw słonecznych stosowanych w systemie.
Niezadowolony z wyglądu elastycznych paneli z amorficznego krzemu, których firma używa od 2005 roku, prezes Solatec, Howard Fuller, mówi, że firma testuje teraz prototyp swojego produktu nowej generacji przy użyciu ogniw drukowanych od producenta fotowoltaiki z tworzyw sztucznych Konarka Technologie . Konarka wyciąga przepiękny panel, tryska Fuller. Wygląda jak kilka pasów wyścigowych na dachu.
Eksperci, tacy jak Frank i Markel, twierdzą, że budowa dużych, stacjonarnych instalacji słonecznych do generowania energii do ładowania pojazdów elektrycznych będzie bardziej opłacalna niż instalowanie energii słonecznej na pokładzie. Chcemy, aby słońce napędzało całe społeczeństwo, łącznie z naszym transportem, mówi Frank. Mówi, że będzie to wymagało megawatów energii. Ostatecznym rozwiązaniem byłoby posiadanie wszystkich centrów handlowych i parkingów przemysłowych z panelami słonecznymi na górze. Daje trochę cienia i jednocześnie ładuje samochód.
Frank mówi, że nawet jeśli pokładowa energia słoneczna jest chwytem marketingowym, może przyspieszyć elektryfikację transportu, reklamując możliwość zastąpienia benzyny energią odnawialną. Mówi, że nie ma znaczenia, czy jest to postrzeganie, czy rzeczywistość, ponieważ buduje to świadomość publiczną.