Verso il futuro in un'auto solare. Auto solare: da giocattolo a vera e propria alternativa Auto solare

È noto da tempo che i pannelli fotografici possono essere installati sui tetti delle auto. Ma poche persone pensano che sia già stata creata un'auto a energia solare a tutti gli effetti, che funziona solo con l'energia solare. Inoltre, questi non sono esempi isolati di inventori dilettanti, ma sviluppi completamente moderni di grandi aziende.

Inoltre, esiste anche un campionato speciale in cui solo le auto ad energia solare hanno il diritto di competere. Si chiama World Solar Challenge e si svolge in Australia. Secondo il regolamento i partecipanti dovranno superare i 3000 km che separano Darwin da Adelaide (ovvero attraversare tutta l'Australia da nord a sud), senza utilizzare alcuna fonte energetica aggiuntiva. Questo campionato si tiene ogni due anni, nel 2013. Vi hanno gareggiato 40 squadre provenienti da più di 20 paesi partecipanti. La vittoria venne poi conquistata dall'olandese Nuon, la cui vettura mantenne una velocità media di 90 km/h, nonostante le avverse condizioni atmosferiche.

Caratteristiche delle auto solari

Pertanto, le auto a energia solare non sono più un mito, ma una realtà ordinaria. È vero, il nome “auto” non è del tutto corretto, in realtà si tratta di un’auto elettrica, perché è dotata di un motore elettrico. Sul tetto dell'auto sono posizionati dei pannelli fotografici che forniscono energia al motore. Esistono anche potenti batterie necessarie per immagazzinare energia. Inoltre, di norma, i produttori offrono un'opzione combinata per caricare le batterie. Cioè, se necessario, possono essere ricaricati da una rete elettrica speciale. Questo viene fatto per aumentare l'affidabilità e la durata dell'auto solare.

I vantaggi dell’uso diffuso di tali veicoli elettrici solari sono evidenti. Ciò include l'assenza di inquinamento ambientale, la facilità d'uso e l'indipendenza dalle stazioni di servizio. Tuttavia, ci sono una serie di problemi. Innanzitutto, l’efficienza delle moderne celle solari non è sufficientemente elevata (e il costo dei prototipi ad alte prestazioni è troppo alto). Inoltre, questa è la necessità di ridurre il più possibile il peso dell'auto senza ridurne la resistenza, ovvero l'uso di materiali compositi sufficientemente costosi.

Tuttavia, gli ingegneri continuano a lavorare attivamente in questa direzione, poiché la promessa dei veicoli solari è fuori dubbio. Ciò significa che sono necessarie una batteria solare efficace, ma non troppo costosa e composizioni durevoli ma leggere per l'alloggiamento (dopo tutto, il peso del motore elettrico e delle batterie non può essere abbassato al di sotto di un certo livello).

Quali tipi di auto solari esistono?

Le auto a energia solare si distinguono dalla norma. Il loro design ricorda molto spesso una sorta di fantastici dispositivi del futuro, e non del tutto reali, macchine funzionanti. Ciò è spiegato non tanto dall'immaginazione degli sviluppatori, ma dalla necessità pratica. Dopotutto, affinché un'auto del genere funzioni completamente, sono necessari molti pannelli solari, quindi l'area di copertura deve essere aumentata.

Stella - auto solare per famiglie dai Paesi Bassi

In Olanda (Università Tecnica di Eindhoven) hanno creato un concetto che può facilmente rivendicare il titolo di “prima auto familiare al mondo ad energia solare”. Il prototipo si chiama Stella e può ospitare quattro persone. Inoltre, non solo accoglie, ma consente anche loro di adattarsi comodamente in cabina. Inoltre, l'auto ha anche un bagagliaio abbastanza spazioso. La carrozzeria della Stella è realizzata in fibra di carbonio e alluminio, quindi il concept pesa solo 380 kg con una lunghezza di 4,5 me una larghezza di 1,65.

Sul tetto dell'auto sono installati pannelli flessibili ad alte prestazioni e il controllo viene effettuato utilizzando un "volante intelligente" e un touch screen (invece dei soliti pulsanti). La velocità massima di Stella è di 110 km/he al buio, con le batterie completamente cariche, può percorrere 600 km. A proposito, nel 2013 Stella ha partecipato con successo alla World Solar Challenge.

Tecnologia da corsa per le masse

Venturi ha lanciato l'auto solare Astrolab. Inoltre, questo non è solo uno sviluppo concettuale, è un modello commerciale a tutti gli effetti che chiunque può acquistare. È progettato per due passeggeri. Le caratteristiche tecniche dell'auto, create sulla base delle auto da corsa di Formula 1, sono abbastanza sufficienti per una comoda guida quotidiana.

La potenza del motore asincrono è di 16 kW, la velocità massima è di 110-120 km/h, il peso dell'auto stessa è di soli 300 kg. Astrolab è dotato di batterie da 7 kW/h e un peso totale di 110 kg.

Tre ingegneri di Monaco di Baviera sviluppano da tre anni un'auto elettrica a energia solare a prezzi accessibili. I tedeschi hanno raccolto fondi per lavori di ingegneria e design attraverso una campagna di crowdfunding, raccogliendo in pochi mesi più di 600mila euro per la costruzione del primo prototipo funzionante e il suo collaudo. Il risultato è un'auto elettrica chiamata Sion, dotata di pannelli solari.

In totale, sul corpo compatto sono state posizionate 330 fotocellule, protette dalle sollecitazioni meccaniche e dalle condizioni ambientali avverse da un sottile rivestimento in policarbonato. Gli stessi pannelli solari sono in grado di garantire alla Sion un'autonomia di 30 chilometri. Sono Motors prevedeva di produrre un'auto elettrica “solare” con due opzioni di batteria: con una capacità di 14,4 e 30 kWh.

Nel primo caso, la riserva di carica era di circa 100 chilometri e nel secondo già di 250 chilometri. Tuttavia, si è deciso di abbandonare la versione "junior": i preordini dei clienti sono stati ricevuti solo per il modello "senior". Utilizzando il sistema ricarica rapida Le batterie delle auto elettriche possono essere caricate all'80% da una presa a muro in soli 40 minuti. La batteria può però essere ricaricata anche tramite pannelli solari, in sole otto ore.

Sul pannello centrale è presente un insolito filtro abitacolo a base di... muschio. Secondo gli sviluppatori, il muschio filtra fino al 20% delle piccole particelle di polvere e allo stesso tempo mantiene il livello di umidità richiesto nell'abitacolo. C'è anche un touch screen da 10 pollici. La Sion sarà venduta in Europa dal 2019 al prezzo di soli 16mila euro, ma nel prezzo non è inclusa la batteria: bisogna pagarla altri 4.000, oppure noleggiarla.

Nell'ultimo decennio, una fonte di energia così inesauribile come la luce solare ha attirato sempre più l'attenzione della comunità mondiale. L'uso dell'energia solare per i trasporti è una direzione promettente nello sviluppo delle tecnologie di trasporto.
Il gruppo dei trasporti solari comprende tutti i veicoli terrestri, acquatici e aerei che utilizzano l'energia solare per il movimento. Tali macchine sono solitamente dotate di pannelli solari, le cui fotocellule convertono in luce solare visibile, infrarossi e ultravioletti

energia elettrica, che viene successivamente utilizzata per alimentare i loro motori elettrici.

Nonostante il fatto che l’uso dei pannelli solari come elementi energetici per i veicoli sia piuttosto promettente, ci sono un gruppo di fattori che influenzano negativamente la velocità di sviluppo e implementazione delle tecnologie solari nell’infrastruttura globale. Mentre l'uso dei pannelli solari garantisce un'elevata efficienza per i veicoli elettrici in condizioni di tempo sereno e soleggiato, di sera e di notte, nonché nelle giornate uggiose, l'uso di queste celle fotovoltaiche è del tutto impraticabile. Pertanto, nella maggior parte dei moderni tipi di trasporto elettrico è più consigliabile utilizzare i pannelli solari esclusivamente come batterie aggiuntive per i motori elettrici, insieme alle batterie standard.

Sebbene l’uso della luce solare sia completamente gratuito, la creazione di pannelli solari è piuttosto costosa. Inoltre, il 90% dei pannelli solari sono realizzati in silicio, il che rende la loro produzione pericolosa per l’ambiente. Questo fattore è uno dei motivi principali per rallentare il rapido sviluppo delle tecnologie di trasporto solare nel mondo.

La durata dei moduli solari è di circa 30 anni. I produttori di pannelli solari tradizionali in genere forniscono una garanzia di 10 anni sui loro prodotti. Tuttavia, il problema con l’uso efficace di questi elementi nei veicoli elettrici è che la maggior parte dei pannelli fotovoltaici sono progettati per un’installazione permanente e non sono in grado di resistere alle vibrazioni. Inoltre, i pannelli solari sono piuttosto grandi e aumentano notevolmente il peso della struttura del veicolo.

L'efficienza della maggior parte delle celle solari è del 10% e solo poche del 15%. Pertanto, le auto solari potranno competere con le auto a benzina solo dopo il rilascio di batterie solari più avanzate e meno costose con un'efficienza di almeno il 50%.

Il principio di funzionamento delle celle solari utilizzate nei veicoli solari è quello di produrre corrente continua quando la luce solare colpisce i loro wafer di silicio. Quando si costruisce una serie di celle solari, vengono utilizzate dozzine di wafer di questo tipo, poiché un singolo wafer di silicio non è in grado di produrre correnti significative. È logico che la potenza totale dei pannelli solari dipenda dal numero totale di wafer di silicio utilizzati e dalla superficie che creano. Le prestazioni dei pannelli solari dipendono direttamente dall'intensità della radiazione solare e dall'angolo di posizionamento dei moduli solari.

L'energia elettrica generata dai pannelli solari viene accumulata durante il giorno in batterie aggiuntive installate nel veicolo, e viene successivamente utilizzata per muovere il veicolo.
L'utilizzo delle celle fotovoltaiche può aumentare notevolmente l'autonomia dei veicoli elettrici senza dover ricaricare le batterie di trazione dalla rete elettrica.

Tipi di veicoli solari

Auto solari (veicoli elettrici a energia solare)

Le auto solari utilizzano celle fotovoltaiche per convertire l’energia solare in elettricità, che poi alimenta un motore elettrico. In genere, le auto solari funzionano grazie alla luce solare durante il giorno e utilizzano l’energia delle batterie standard durante la notte.

Il design delle auto solari è diverso da quelle tradizionali. Quasi tutto il loro corpo esterno è ricoperto da pannelli solari. Poiché i pannelli solari sono piuttosto grandi, i produttori di questi veicoli stanno facendo tutto il possibile per migliorare l’aerodinamica e ridurre il peso complessivo dei veicoli solari. I modelli più pratici di auto solari sono progettati per trasportare uno o due passeggeri.

Il primo modello di auto solare, sviluppato da William Koob, fu presentato ad una mostra internazionale a Chicago nel 1955. Il creatore di questo veicolo ha assicurato a tutti che un futuro luminoso attende le auto solari e presto tutte le autostrade del mondo ne saranno sature. Sembrava che Koob avesse ragione, ma per qualche motivo tutto non ha funzionato come previsto... Il finanziamento per il progetto di sviluppo di un'auto solare è stato chiuso sotto l'influenza della grande casa automobilistica Ford. E solo negli anni '80, quando la comunità mondiale cominciò a preoccuparsi davvero dello stato dell'ambiente, l'idea di produrre automobili solari tornò di nuovo.

La prima auto solare di produzione, Venturi Astrolab, è stata lanciata nel 2006. Il modello era dotato di un motore elettrico asincrono con una potenza di 16 kW e una coppia di 50 Nm, una batteria ibrida nichel-metallo da 7 kWh e una batteria a pannello solare da 600 W.

Pannelli solari

Come accennato in precedenza, i pannelli solari possono essere costituiti da decine di celle fotovoltaiche in grado di convertire la luce solare in elettricità. Le singole celle solari formano moduli che, se messi insieme, formano una serie di pannelli solari. Grandi schiere di pannelli solari sono in grado di produrre più di 2 kW di elettricità.

Il posizionamento dei pannelli solari nei veicoli solari può essere:

• orizzontale. Questo è il tipo più comune di disposizione dei pannelli solari nei veicoli solari. Di norma sono integrati in questi veicoli sotto forma di tettuccio libero.
• verticale. Questa disposizione di una serie di elementi fotovoltaici è molto meno comune di quella orizzontale. Di solito, il posizionamento di un tale piano è tipico per i veicoli che, oltre all'energia solare, utilizzano l'energia eolica per garantire il loro funzionamento.
• con inclinazione regolabile.
• integrato su tutta la superficie esterna del veicolo. In alcuni tipi di auto, i produttori ricoprono ogni centimetro della struttura esterna della carrozzeria con celle fotovoltaiche, con alcune celle fotovoltaiche sempre esposte al sole e altre all'ombra.
• a distanza

Una tipica automobile solare può percorrere circa 400 km grazie all'energia generata durante il giorno da un pannello solare. Il detentore del record per l'auto solare più veloce è la Sunswift IV, sviluppata da un gruppo di studenti dell'Università del New South Wales. Questa macchina solare può accelerare fino a 88,8 km/h. La velocità record del progetto Sunswift IV è stata registrata ed inserita nel Guinness dei primati il ​​7 gennaio 2011 e agli stessi studenti creatori è stato assegnato un certificato che conferma l'unicità del loro sviluppo. La potenza del pannello solare installato sull'auto era di 1200 W, pari al consumo energetico di un asciugacapelli convenzionale.

Il Sunswift IV ha battuto il record di velocità precedentemente stabilito dal Sunraycer della General Motors.

Autobus solari

I solari sono autobus elettrici i cui motori sono in gran parte alimentati da pannelli solari montati sul tetto. L'uso dei pannelli solari negli autobus può ridurre ed estendere il consumo di energia ciclo vitale le loro batterie da trazione.

Gli autobus solari non hanno nulla in comune con gli autobus convenzionali, nei quali le celle solari vengono utilizzate per fornire energia aggiuntiva agli accessori di trasporto (sistemi di riscaldamento, aria condizionata, ecc.). Questa attrezzatura aggiuntiva per gli autobus è oggi la più comune.

Biciclette e moto solari

Poche persone sanno che i primi veicoli ad essere dotati di celle solari furono le biciclette elettriche e, nella maggior parte dei progetti, furono utilizzate biciclette a tre ruote. In questi veicoli le fotocellule solari venivano installate sotto forma di un tetto incernierato abbastanza grande, di un piccolo pannello nella parte posteriore, del bagagliaio, in un rimorchio attaccato ad un triciclo o lungo tutta la superficie esterna del tetto aerodinamico (quest'ultima configurazione è tipico solo per i modelli chiusi). Poco dopo, è stato creato un modello di bicicletta solare con un pannello solare pieghevole portatile, con il quale era possibile caricare le batterie di trazione durante il parcheggio.

Le biciclette solari sono modelli elettrici ibridi che utilizzano celle a pannelli solari insieme alle tradizionali apparecchiature elettriche per biciclette. Le batterie solari, che convertono il flusso luminoso in elettricità, consentono la ricarica delle batterie di trazione sia durante la guida che durante il parcheggio. Un sistema di ricarica solare simile viene utilizzato nelle motociclette solari.

La prima bicicletta completamente solare, in grado di muoversi sfruttando esclusivamente i raggi del sole, è stata sviluppata nel 2006 dal canadese Peter Sandler. L'invenzione si chiamava E-V Sunny Bicycle. In questo modello i pannelli solari erano integrati nelle ruote. L'energia generata dai pannelli solari ha permesso alla bicicletta di accelerare fino a 30 km/h.

L'uso delle celle solari nei trasporti ferroviari e fluviali

Attualmente diversi paesi stanno praticando l’installazione di sistemi di pannelli solari lungo alcuni tratti elettrificati della ferrovia. Tunnel realizzati con pannelli solari forniscono elettricità ai treni che sfrecciano anche a velocità elevatissime. Tali impianti solari sono in grado di produrre migliaia di megawattora di elettricità. Un tunnel simile di pannelli solari, lungo 3,4 km, funziona con successo, ad esempio, tra Parigi e Amsterdam.

I treni stessi sono inoltre dotati di pannelli solari. Un ottimo esempio è la locomotiva che circola in India chiamata la Regina dell’Himalaya tra le stazioni di Kalka e Shimla. Questo treno è dotato di pannelli solari da 100 W, che gli permettono di viaggiare con una singola carica per circa due giorni.

Fino a poco tempo fa, le barche solari erano limitate a fiumi e canali, ma nel 2007, la barca solare Sun 21 ha effettuato il suo primo viaggio sperimentale a lungo termine. Ha attraversato l'Oceano Atlantico in soli 29 giorni, guadagnandosi un Guinness World Record per aver completato la traversata transatlantica più veloce del mondo utilizzando solo l'energia solare. La barca solare era dotata di pannelli solari, la cui energia le permetteva di muoversi ad una velocità stabile di 10-12 km/h 24 ore su 24.

Nel maggio 2012, la barca solare Turanor PlanetSolar ha completato il suo viaggio intorno al mondo. La nave solare, lunga 30 metri e larga 15,2 metri, ha lasciato il porto di Monaco nel settembre 2010. Questo è il primo viaggio intorno al mondo realizzato interamente con l'energia solare. Turanor PlanetSolar è il più grande veicolo acquatico mai costruito.

Veicoli aerei

Gli ingegneri di tutto il mondo stanno lavorando per creare veicoli aerei dotati di pannelli solari. Oggi, i dirigibili solari e ibridi sono i più comuni tra i trasporti aerei solari.
Di particolare interesse è lo sviluppo di veicoli aerei senza pilota (UAV). L'energia solare potrebbe consentire loro di rimanere in aria anche per diversi mesi. Tali veicoli aerei potrebbero risolvere alcuni problemi simili a quelli satellitari.

Il primo volo sperimentale di 48 ore di successo di un drone solare ha avuto luogo nel settembre 2007.

Nel 2010, l'aereo solare ha effettuato un volo di prova di 26 ore in Svizzera, iniziato alle 7 del mattino dell'8 luglio e terminato alle 9 del mattino. Il giorno dopo. L'aereo è salito dapprima ad una quota di circa 8500 metri, per poi scendere in serata fino a quota 1500 metri, dove è rimasto per la notte. Solo 15 giorni dopo, il 23 luglio 2010, la società di difesa britannica QinetiQ ha organizzato un volo sperimentale del suo modello del veicolo aereo senza pilota ultraleggero solare Zephyr-6. Questo volo è diventato un record: un veicolo aereo senza pilota, del peso di 30 kg, ha trascorso più di due settimane (336 ore) in aria, volando nei cieli dell'Arizona.

Energia solare per veicoli spaziali

L'energia solare viene spesso utilizzata per alimentare satelliti e veicoli spaziali che operano all'interno del sistema solare, poiché può fungere da fonte di energia per un periodo di tempo piuttosto lungo senza massa di carburante in eccesso.

I satelliti hanno a bordo diversi trasmettitori radio che devono funzionare in modalità costante. L'energia solare generalmente non viene utilizzata per regolare la posizione del satellite, ma viene utilizzata per supportare il processo di approvvigionamento di carburante.

©Sergey Voltaire 2013
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A metà del secolo scorso, in una delle mostre automobilistiche della General Motors, fu presentata per la prima volta la prima automobile a energia solare, la cui forza motrice era un motore elettrico alimentato da una batteria al selenio alimentata dal sole. La sua lunghezza era solo di circa mezzo metro e sul tetto del veicolo c'erano poco più di dieci batterie.

Il progettista dell'auto era l'ingegnere aziendale William Cobb, le cui ricerche all'epoca erano ampiamente finanziate dall'azienda, promettendo un grande passo avanti nello sviluppo di auto ad energia solare. Tuttavia, la ricerca fu presto ridotta e i suoi risultati furono dimenticati per quasi trent’anni.

Auto elettrica oggi: una svolta nel futuro

E solo all'inizio degli anni Novanta del secolo scorso, quando l'efficienza del pannello solare salì al 15%, iniziò un boom nell'invenzione di cellulari solari da parte di singoli inventori, che successivamente includeva grandi aziende automobilistiche. Recentemente la Spektrolab, una divisione della Boeing, ha sviluppato pannelli con un'efficienza di circa il 36%, che hanno rappresentato una vera svolta nell'uso dell'energia solare.

Oggi, la produzione di veicoli elettrici utilizzando una batteria solare è al centro delle più recenti invenzioni tecniche e scoperte nella scienza dei materiali. Dopotutto, la bassa efficienza dei pannelli deve essere compensata da basse perdite meccaniche e dal peso ridotto dell'apparecchiatura stessa.

Pertanto, questi modelli utilizzano le ultime invenzioni nel campo delle trasmissioni, sono dotati di pneumatici con la più bassa resistenza al rotolamento e per la loro carrozzeria vengono utilizzati i materiali compositi più leggeri e ad alta resistenza. Inoltre, le auto elettriche solari servono come concetto per testare le ultime conquiste dell’industria automobilistica.

Pertanto, i motori elettrici CC senza spazzole leggeri con poli realizzati con materiali magnetici costituiti da terre rare sono stati sviluppati appositamente per i veicoli elettrici. E su un certo numero di veicoli, al fine di eliminare completamente le perdite meccaniche nella trasmissione, hanno iniziato a installare i cosiddetti motori delle ruote, quando il motore elettrico si trova direttamente in ciascuna ruota dell'auto. Aziende di pneumatici come Michelin, Dunlop e molte altre stanno sviluppando pneumatici specifici per veicoli elettrici, che attualmente hanno un coefficiente di resistenza al rotolamento di 0,007. Pneumatici simili ad alto risparmio energetico, utilizzando sviluppi per veicoli elettrici, vengono sviluppati per i modelli di produzione convenzionali.

Di grande aiuto per le case automobilistiche è stata l'invenzione di batterie solari così sottili da poter essere equipaggiate non solo con il tetto, ma anche con qualsiasi superficie dell'auto, aumentando così l'area totale di assorbimento dell'energia luminosa. Recentemente, durante la progettazione dell'alimentazione per i modelli di serie, si è iniziato a utilizzare i pannelli solari per alimentare sistemi di microclima, sistemi multimediali e sistemi di ricarica delle batterie delle auto nei parcheggi. Il coefficiente di resistenza aerodinamica dei veicoli elettrici ha raggiunto il valore minimo possibile (0,1).

Nuovo sport: rally di auto solari

Come risultato del boom dello sviluppo delle auto a energia solare, è emerso un nuovo sport, il brainsport, in cui ogni anno in Australia si tengono raduni di auto solari con un'autonomia di circa 3.000 km tra le città di Darwin e Adelaide. Queste competizioni attirano migliaia di spettatori e milioni le guardano in televisione. Queste competizioni non sono private dell'attenzione delle grandi aziende automobilistiche, che capiscono che questo tipo di energia è il futuro.

Il risultato di oltre cinquant'anni di progresso è stato una serie di progetti di veicoli elettrici alimentati da pannelli che convertono l'energia solare in energia elettrica.

Così, nel 1996, al rally australiano, l'auto Honda Dream percorse 3.010 chilometri ad una velocità di 90 km/h e una velocità massima di 135 km/h.

Nello stesso anno, la General Motors introdusse l'auto Sunracer, che accelera fino a 100 km/h in 9 secondi e raggiunge una velocità massima di 130 km/h. Era dotato di un motore elettrico avanzato, per l'epoca, ad alta efficienza e poteva percorrere circa 100 chilometri utilizzando le tradizionali batterie al piombo.

In una delle competizioni australiane, il frutto dell'ingegno degli studenti dell'Università del Michigan si è classificato terzo. L'auto Momentum ha raggiunto una velocità di 105 km/h trasportando un conducente e più di 3.000 pannelli solari. La potenza del motore era di 2 kW e il peso era di 290 chilogrammi compreso il conducente. L'attrezzatura è dotata di tre ruote con una larghezza di soli 65 millimetri per ridurre la resistenza al rotolamento.

I vincitori del rally australiano nel 2001 e nel 2003 sono stati un team di piloti olandesi alla guida di vetture Nuna3, che hanno completato la distanza in ventinove ore e undici minuti ad una velocità media di 102,75 km/h. La velocità massima teorica di questa vettura è di 170 km/h.

Sviluppo di nuovi progetti

L'azienda francese Venturi ha due progetti di automobili a energia solare quasi pronti per la produzione: Ecletic e Astrolab. Ecletic è dotato di tetto, di un pannello solare posto sopra e di un motore elettrico dalla potenza di 22 cavalli, che gli permette di viaggiare alla velocità di 50 km/h per circa 50 chilometri. Una copia più avanzata di Astrolab è in grado di percorrere 110 chilometri e in alcune zone di raggiungere una velocità di 120 km/h.

Recentemente è stata svelata un'auto a energia solare sviluppata da un team di insegnanti e studenti dell'Università dell'Australia Meridionale. L'accelerazione a 100 km/h per il modello Trev è di 10 secondi, con una velocità massima di 150 km/h. Un'autonomia di oltre 150 chilometri è assicurata da una batteria al litio del peso di 44 chilogrammi, ricaricata da un pannello solare. L'auto ha 2 posti ed un bagagliaio abbastanza capiente. L'attrezzatura pesa 270 chilogrammi, è dotata di un efficiente azionamento elettrico con basso livello rumore e strutturalmente può essere utilizzato su strade pubbliche. Gli sviluppatori posizionano il Sun Mobile come il trasporto urbano del prossimo futuro.

Il costo di un veicolo del genere supera il mezzo milione di dollari e alcuni esemplari raggiungono i 2 milioni, come il Dream della Honda Corporation. Pertanto, la produzione in serie di automobili che utilizzano pannelli che prendono energia dal sole molto probabilmente non arriverà presto. Nel frattempo, tali modelli possono trovare un proprietario con un capitale adeguato. È vero, una certa azienda manifatturiera venezuelana ha annunciato l’imminente lancio di auto e piccoli camion a energia solare che non costeranno più di 6.000 dollari, ma le cose non sono ancora andate oltre le promesse.

Vantaggi e svantaggi di un'auto elettrica

Indipendentemente da come si svilupperà questa direzione di sviluppo dei trasporti, le auto ad energia solare hanno molte qualità positive che possono significare la rovina dei veicoli con motori a combustione interna:

• potenza di funzionamento illimitata utilizzando l'energia accumulata durante le ore diurne;
• mancanza di una rete di distributori di benzina;
• lunga durata del pannello solare;
• completa assenza di emissioni nocive;
• energia gratis.

Nel frattempo questi vantaggi diventano, al contrario, svantaggi dei cellulari solari, che non consentono loro di diventare un mezzo di trasporto diffuso.

Le auto ad energia solare sono presenti nel programma di quasi tutte le principali case automobilistiche. Inoltre, ciò riguarda anche il finanziamento degli sviluppi in quest'area da parte di piccoli uffici di progettazione e team di istituti di istruzione. Secondo gli esperti, l'auto elettrica di serie potrà apparire solo quando la batteria solare raggiungerà un'efficienza del 50%. Allora le auto a energia solare saranno in grado di competere con successo con le auto alimentate da motori a combustione interna.

Il mondo intero sta attraversando una crisi energetica: le riserve di petrolio si sciolgono ogni giorno e la quantità del suo consumo, al contrario, cresce. Un disastro ambientale si avvicina al mondo: ogni giorno le automobili emettono enormi quantità di gas di scarico nell’ambiente. Gli scienziati stanno cercando di risolvere tutti questi problemi con uno sviluppo molto interessante e, soprattutto, utile: un'auto alimentata da batterie solari. E questa non è fantascienza, ma un'idea molto reale che viene implementata con successo da molti anni.

Le auto a energia solare erano conosciute già nel 1982. L'inventore Hans Tolstrup attraversò l'Australia con una macchina del genere, ma la sua velocità era di soli 20 km/h. E dopo 14 anni la velocità delle auto solari è aumentata a 135 km/h. Questa è esattamente la cifra mostrata dal tachimetro della “solare” vettura “Dream”, che ha vinto il IV Rally Internazionale. D'accordo, questo è un indicatore eccellente per un'auto che funziona esclusivamente con la radiazione solare, ma questo "Dream" costa 2 milioni di dollari.

Sviluppi nei veicoli elettrici solari

Un’auto elettrica solare, come suggerisce il nome, utilizza l’energia solare per funzionare. Uno degli anelli principali coinvolti in questo processo sono i fotoconvertitori, responsabili dell'accumulo di energia solare. Pertanto, un'auto del genere si trasforma da nemica dell'ambiente in sua alleata, perché la luce solare ecologica funge da fonte di energia.

Naturalmente è ancora troppo presto per parlare di un utilizzo diffuso dei veicoli elettrici solari. Il problema principale che resta da risolvere è la bassa efficienza delle celle solari utilizzate. Oggi questa cifra è del 12%. Per rendere le auto solari più accessibili è necessario:

1. Ridurre significativamente il costo dei fotoconvertitori.
2. Aumentare la produzione utile almeno al 40%.
3. Ridurre il peso dell'auto, riducendo così la quantità di energia consumata.

Ma i progressi non si fermano e gli scienziati lavorano ogni giorno su nuovi sviluppi per i veicoli solari. Innanzitutto i miglioramenti hanno interessato il motore ad energia solare. Pertanto, gli ultimi modelli di auto "solari" utilizzano motori CC brushless leggeri, la cui efficienza è del 98%. Vengono utilizzati anche motori a bassa velocità, integrati direttamente nelle ruote motrici, che impediscono la perdita di energia durante la trasmissione.

Nuovi sviluppi hanno interessato anche le ruote. Al giorno d'oggi, i veicoli solari utilizzano pneumatici con un coefficiente minimo di resistenza al rotolamento. Michelin è considerata il leader nella produzione di tali pneumatici. L'energia dei pannelli solari viene utilizzata, tra le altre cose, per alimentare la radio, il navigatore, l'aria condizionata e altri dispositivi dell'auto che servono per una guida comoda e sicura.

Anche i miglioramenti hanno influito aspetto"macchina solare" Dopotutto, a prima vista non capirai nemmeno immediatamente che davanti a te c'è un'auto normale. Ma questo non si spiega con l'immaginazione dei designer che stanno sviluppando un'auto ad energia solare, ma con la necessità. Dopotutto, affinché un'auto del genere possa percorrere diverse decine di chilometri, sarà necessaria una notevole quantità di energia, che può essere fornita solo da una batteria solare di ampia superficie. Quindi si scopre che le auto solari non sembrano un veicolo normale, ma un'astronave di qualche film d'azione di fantascienza. Quindi, se ami tutto ciò che è creativo, la sunmobile soddisferà sicuramente i tuoi gusti.

I rappresentanti più memorabili della classe delle auto solari

L'auto a energia solare Ecletic è uno degli sviluppi dell'azienda francese Venturi. Una caratteristica distintiva di questa vettura è la sua potenza di 22 CV. Vale la pena notare che per la maggior parte dei veicoli solari questa cifra non supera 1 CV. con una superficie della batteria solare di 2 metri quadrati. Ecletic funziona esclusivamente senza l'utilizzo di carburante.

Ad esempio, senza ricarica, un'auto del genere può percorrere 50 km a una velocità media di 50 km/h. Oltre all'energia solare, Ecletic può utilizzare l'energia eolica, sufficiente per soli 15 km. Ma con tempo nuvoloso, puoi caricare l'auto da una presa normale; ci vorranno solo 5 ore.

Astrolab

Anche il produttore di automobili solari Astrolab è di proprietà di Venturi. Questo modello si è rivelato più avanzato dell'Ecletic. La sua velocità massima è di 120 km/h e può percorrere fino a 110 km. La superficie delle celle fotovoltaiche era di 3,6 metri quadrati. E anche il prezzo dell'auto non ci ha deluso: 92mila euro, che è esattamente quanto dovrai pagare per questo miracolo della moderna ingegneria automobilistica.

Gli sviluppatori sono riusciti a ottenere caratteristiche tecniche così elevate grazie alla forma dell'auto. È progettato in modo simile alle auto che partecipano alla Formula 1. E come protezione aggiuntiva viene utilizzata una monoscocca in carbonio ultraleggera. Il progettista di Astrolab è stato il famoso Sasha Lakic, che ha paragonato il nuovo modello ad un'ala posta su ruote.

Mondo Solare GT

Lo sviluppo di un veicolo elettrico a energia solare, il Solar World GT, non è ancora completo. Secondo la società svizzera Green GT, la supercar elettrica avrà le seguenti caratteristiche tecniche:

• accelerazione a 100 km in soli 4 secondi;
• la velocità massima sarà di 275 km/h;
• La potenza della centrale elettrica raggiungerà i 350-400 CV.

Ma tutti questi numeri per ora sono solo piani, e scopriremo come il tutto avverrà effettivamente solo dopo la presentazione al grande pubblico di Solar World GT.

Installazione di una batteria solare sulla tua auto

Se vuoi unirti all'energia solare, ma non puoi ancora permetterti una vera macchina solare, puoi approfittare di un'idea che sta rafforzando la sua posizione ogni giorno: installare un pannello solare sul tetto dell'auto. Inoltre, viene utilizzato non solo dagli artigiani, ma anche dai giganti dell'industria automobilistica globale, come Toyota, BMW e altri. Naturalmente l'energia accumulata non ti basterà per muoverti liberamente in città, ma potrai alimentare il tuo sistema di navigazione o il tuo condizionatore utilizzando l'energia solare.

Qualche anno fa la Toyota annunciò l'installazione di pannelli solari sulla versione “top” dell'auto ibrida Prius. È proprio la presenza di questa opzione che ha provocato un forte aumento del costo di questa vettura. Tuttavia, le fotocellule stanno diventando ogni giorno più costose e il processo stesso di immagazzinamento dell'energia accumulata è piuttosto complesso. Non meno popolare è la Mercedes Benz LKS 2012, sul cui tetto gli sviluppatori hanno installato anche una batteria solare.

Una batteria solare per auto è progettata per mantenere l'alimentazione dei dispositivi che consumano elettricità, nonché per mantenere la carica della batteria durante il parcheggio a lungo termine. La potenza di tali batterie varia da 40 a 70 W. Oltre alla batteria, avrai bisogno di un controller speciale. È necessario regolare carica e scarica in quanto al variare delle condizioni atmosferiche, nonché al variare del giorno e della notte, si possono osservare differenti modalità di funzionamento delle fotocellule utilizzate.

Race Darwin - Adelaide - testare le capacità delle auto solari

Se hai anche solo un minimo di familiarità con le auto ad energia solare, allora avrai sicuramente sentito parlare delle gare più famose che si tengono ogni 2 anni in Australia. Vi partecipano solo le auto che utilizzano l'energia solare. Sono stati avviati da Hans Tholstrup, di cui vi abbiamo parlato all'inizio dell'articolo. La corsa Darwin - Adelaide incoraggia tutti gli attivisti che hanno a cuore il destino del nostro ambiente a sviluppare nuovi miglioramenti per le auto solari.
Gli organizzatori della gara impongono requisiti abbastanza severi per tutti i partecipanti:

1. la capacità delle batterie utilizzate non deve superare i 5 kW/h;
2. traffico in autostrada rigorosamente secondo l'orario dalle 8:00 alle 17:00.
3. il conducente non deve pesare meno di 80 kg, altrimenti al veicolo elettrico viene fissata una zavorra aggiuntiva;
4. la squadra deve essere composta da 2-4 piloti.

Nel 2011 hanno preso parte alla gara 37 squadre, ma solo 7 di loro sono riuscite a completare la distanza. La prima a finire è stata l'auto ad energia solare del team giapponese. Al secondo posto gli olandesi, al terzo gli americani. Il vincitore della gara Tokai Challenger 2 (foto Tokai Challenger 2) ha impiegato 32 ore e 45 minuti per completare il percorso di gara. La velocità media della sunmobile era di 91,5 km/h, mentre la velocità massima era di 160 km/h. Come vediamo, i progressi sono evidenti.

E nel 2013 hanno vinto gli studenti dell'Università Tecnica di Eindhoven dei Paesi Bassi. La loro auto a quattro posti a energia solare, chiamata Stella, raggiunge velocità fino a 110 km/he l'energia solare accumulata dai pannelli di silicio è sufficiente per 600 chilometri, a condizione che non ci sia la luce del sole. Stella pesa 380 kg con una lunghezza di 4,5 metri e una larghezza di 1,65 metri. La struttura dell'auto solare è realizzata in alluminio e fibra di carbonio.

Le auto a energia solare stanno lentamente ma inesorabilmente entrando nelle nostre vite. Passeranno diversi decenni e la sunmobile cesserà di essere qualcosa di lontano e inaccessibile. Da uno sviluppo unico si trasformerà in un mezzo di trasporto di massa. E anche se oggi molti considerano l’auto “solare” un fantastico giocattolo per ricchi, verrà sicuramente il momento in cui tutto cambierà. Dopotutto, come mostra la storia, molte di quelle cose che causavano incomprensioni e diffidenza tra le persone oggi sono diventate parte integrante della nostra vita.

L'articolo è stato preparato da Abdullina Regina

Il video seguente mostra un altro esempio di un'auto ad energia solare: