تمام آنچه که باید درباره خودروی خورشیدی بدانید

اخیرا درباره نوآوری مواد به‌ویژه پیشرفت در زمینه مواد سازنده باطری، اندازه و برد آن صحبت‌های زیادی شده است. خودروهای برقی باطری‌دار به واسطه تعهدات قاطع شرکت‌های OEM برای جایگزینی ICE با خودروهای برقی (و تا حدی کمتر با خودروهای هیدروژنی)، با استقبال گسترده‌ای روبه‌رو شده است؛ اما نوع دیگری از انرژی وجود دارد که حتی قدیمی‌تر است: انرژی خورشیدی. با اینکه انرژی خورشیدی دچار انقلابی مشابه توسعه انرژی فوتوولتایی شده است، اما هنوز خودروی خورشیدی در هیچ نقطه‌ای از جهان به تولید انبوه نرسیده است. انجام تحقیقات بیشتر می‌تواند ابعاد تازه‌ای از این موضوع را نمایان کند.

خودروی خورشیدی چیست؟

اول از همه وقتی درباره خودروی خورشیدی صحبت می‌کنیم، ضروری است که طبقه‌بندی درستی از آن‌ها داشته باشیم. اصطلاح «وسیله نقلیه پنل خورشیدی solar panel vehicle» به‌طورکلی، برای توصیف هر وسیله نقلیه‌ای استفاده می‌شود که در طراحی آن از سلول‌های خورشیدی استفاده شده و نام دیگر آن وسایل نقلیه الکتریکی خورشیدی solar Electric Vehicles است (sEVs).

این وسایل در شب یا در غیاب نور مستقیم خورشید هم می‌توانند به آهستگی حرکت کنند، زیرا قادرند از پنل‌هایشان برای ذخیره انرژی خورشیدی در باطری، استفاده کنند.

پنل‌های خورشیدی ماشین‌ها، چگونه کار می‌کنند؟

پنل‌های خورشیدی دارای سلول‌های فوتوولتایی (PV) هستند. سلول‌های PV نور یا فوتون‌ها را جذب می‌کنند و آن را به الکتریسیته خورشیدی تبدیل می‌کنند. وقتی نور خورشید به پنل‌های خورشیدی می‌تابد، سلول‌های PV جریان مستقیم الکتریسیته تولید می‌کنند. یک پایشگر، الکتریسیته تولیدی را به ولتاژ استاندارد تبدیل می‌کند و سپس در باطری ذخیره می‌سازد.

مزیت‌های خودروهای خورشیدی چه هستند؟

مزیت‌های خودروی خورشیدی عبارت‌اند از:

• هزینه‌های کمتر شارژ باطری الکتریکی
• نداشتن هزینه‌های اضافی به‌جز تعویض نهایی باطری
• فقدان آلودگی صوتی یا آلودگی هوا
• مناسب برای پیمودن مسیرهای کوتاه در اقلیم‌های خورشیدی
• شارژ شدن در شرایط ابری
• امکان رانندگی در شب

پژوهش‌ها درباره ابداع مواد خورشیدی، موفقیت‌آمیز هستند‌ و می‌توانند منجر به تولید باطری‌های سبک‌تر و سلول‌های فتوولتایی کارآمدتری شوند.

معایب آن چیست؟

معایب خودروی خورشیدی عبارت‌اند از:

• پنل‌های خورشیدی، نور خورشید را با کارایی 20-35 درصد، تبدیل می‌کنند. بنابراین، به مقدار بسیار زیادی به نور نیاز است که بتوان انرژی واقعی به دست آورد.
• باید میان وزن و کارایی پنل‌های خورشیدی، توازن ایجاد شود؛ پنل‌های سبک‌تر برای خودرو‌ها مناسب‌تر هستند؛ اما امکان دارد که کارآمد نباشند.
• خودروهای خورشیدی، بسیار تخصصی هستند و به همین دلیل، نگهداری و سرویس آن‌ها در محله‌های کوچک چالش‌آفرین است.
• با اینکه در مناطق ابری هم کار می‌کنند، اما در اقلیم خورشیدی نهایت کارایی را دارند.
• فقدان سرمایه‌گذاری حقیقی از طرف بیشتر شرکت‌های OEM که تولید خودروی خورشیدی را به قیمت از دست دادن نوآوری‌های پایدار، به عنوان هدف خود قرار داده‌اند.

انرژی خورشیدی چگونه وارد وسایل نقلیه الکتریکی خورشیدی می‌شود؟

انرژی خورشیدی از راه‌های زیر وارد وسایل نقلیه الکتریکی خورشیدی می‌شود:

۱- سقف‌های خورشیدی (سقف‌های خورشیدی اتومبیل و سقف خورشیدی هیوندا)

در واقع، سقف‌های خورشیدی مدت‌هاست که به عنوان قطعه انتخابی برای برخی اتومبیل‌ها در دسترس هستند:

سوناتا هیبرید Sonata Hybrid: به گفته شرکت هیوندا، پنل‌های خورشیدی سوناتا هیبرید می‌توانند با 6 ساعت شارژ روزانه، الکتریسیته کافی برای شارژ 30 تا 60 درصد باطری خودرو را تولید کنند. این مقدار، سالانه انرژی لازم برای پیمودن 1300 کیلومتر را فراهم می‌کند.

تویوتا پیروس: در ژاپن تویوتا پیروس پرایم Prius Prime با سقف خورشیدی هست که در هر روز انرژی لازم برای 6 کیلومتر رانندگی را تأمین می‌کند. با این حال، این فناوری هنوز در ایالات متحده در دسترس نیست، زیرا مواد استفاده‌شده در آن در آزمایش‌های واژگونی ایالات متحده تأیید نشده‌اند.

نیسان لیف Nissan Leaf: شرکت نیسان، بسیار موفق‌تر از سایر رقبا، اولین اتومبیل دارای سقف خورشیدی خود را در سال 2010 تولید کرد. اما تمرکز شرکت بیشتر بر روی افزایش توانایی‌های باطری و ایجاد انرژی خورشیدی برای ساختمان‌ها بوده است و بنابراین هر گونه نوآوری در سقف‌های خورشیدی، در بهترین حالت، در اولویت‌های بعدی آن قرار دارند.

۲- صندوق عقب خورشیدی

صندوق عقب خورشیدی نیز وجود دارد. پنل‌های خورشیدی اشعه‌های خورشید را جمع و آن‌ها را در یک دسته باطری با ظرفیت بالا، ذخیره می‌کنند. انرژی ذخیره‌شده از طریق یک مبدل جریان AC/DC داخلی در دسترس است که برد وسیله نقلیه را هنگام رانندگی، افزایش می‌دهد.

۳- ماشین‌های مسابقه

تعداد زیادی ماشین مسابقه خورشیدی وجود دارند که دانشجویان مهندسی آن‌ها را ساخته‌اند و مسافت‌های طولانی را در نقاط آفتابی استرالیا و کانادا می‌پیمایند. یک نمونه از این مسابقات، چالش خورشیدی جهانی World Solar Challenge است.

متأسفانه همان‌گونه که درباره دیگر نوآوری‌های رقابتی مانند هایپرلوپ، شاهد بوده‌ایم، این رویداد نتوانسته است به یک استارتاپ کاربردی موفق تبدیل شود.

۴- استارتاپ‌ها

و در نهایت استارتاپ‌ها قرار دارند که تلاش‌های آن‌ها باعث شده است شرکت‌های OEM بسیار ضعیف به نظر برسند.

Lightyear در سال 2016 در هلند تأسیس شد و 100 میلیون دلار سرمایه جذب کرد. آن‌ها درحال‌حاضر بر روی فروش خودرویی به قیمت 175 هزار دلار کار می‌کنند، با امید به اینکه با پیشرفت آن‌ها، این قیمت هم کاهش پیدا کند.

شرکت آلمانی سونو موتورز Sono Motors در حال تولید Sion است. این شرکت در سال 2016 تأسیس شد و 126 میلیون‌ دلار سرمایه جذب کرد. درحال‌حاضر، شرکت بیش از 15 هزار رزرو به ارزش 385 میلون دلار دارد و می‌توان انتظار داشت که به زودی اولین فروش عمومی خود را برگزار کند.

ایده‌ای قدیمی با فرصت‌های ازدست‌رفته بسیار

به‌طورکلی، انرژی خورشیدی حوزه‌ای است که به شدت فاقد سرمایه‌گذاری جمعی (مشابه آنچه که به تازگی در باطری‌های الکتریکی و هیدروژنی شاهد بوده‌ایم) است. گویا شرکت‌ها در اوایل دهه 2010 میلادی در خصوص انرژی خورشیدی هیجان‌زده شدند، اما بعد، ناگهان به سمت باطری‌های الکتریکی بسیار پرسودتر رفتند.

دلزدگی از اتومبیل‌های خورشیدی، آسان است، چراکه علاقه جمعی کافی برای سرمایه‌گذاری مالی یا فنی، هم‌سطح دیگر راه‌حل‌های وسایل نقلیه الکترونیکی، وجود ندارد؛ اما جای نگرانی نیست، به نظر می‌رسد که استارتاپ‌ها نجاتگر باشند.

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید