Uvnitř závodu v rychlosti světla o stavbu solárního dojíždějícího auta

Bridgestone World Solar Challenge není typickým automobilovým závodem rozpouštějícím pneumatiky a spalující plyn. Namísto točení plynu kolem černého oválu jde o ekologicky zaměřený vytrvalostní test v australském vnitrozemí.

V průběhu čtyř dnů experimentální franken-stroje poháněly 2000 mil z Darwinu do Adelaide, primárně využívající solární energii. Většina vozidel nevypadá jako špičatí závodníci Formule 1. Některá vozidla, navržená pro jízdu na paprscích slunce, připomínají vznášedla připravená na Mars a jiná vypadají jako solární Pop Tarts se čtyřmi nasazenými koly.

Před několika lety byly automobilové kuriozity, které vyhrály World Solar Challenge, příležitostným příběhem, který se objevil na vašem Twitteru. S uvedením vozidel na solární pohon povolených pro ulice, jako je Lightyear One a

Sonos Motors’ Sion, stejně jako etablovaní hráči, jako jsou Toyota a Kia, integrace testovacích panelů, začal nový závod o to, kdo bude největší solární automobilkou na světě.

Sedany poháněné slunečními paprsky mají také spoustu skeptiků a odpůrců. Profesor Carnegie Mellon Jeremy Michalek, ředitel univerzitní skupiny pro elektrifikaci vozidel, říká, že solární panely jsou drahý způsob, jak získat míle. Elektrický válečník Elon Musk pú-pú pojem: "Nejméně efektivní místo pro umístění solární energie je na autě."

Přehodnocení architektury auta

Arjo van der Ham byl mladší student elektrotechniky na Eindhoven University of Technology v Nizozemí, když ho znal školní rychlobruslařský klub Lex Hoefsloot požádal o schůzku ohledně vstupu do týmu, který sestavoval, aby se přihlásil do auta na World Solar Výzva. Van der Ham byl zaměřen na magisterský titul a byl opatrný vůči projektu. Ale na první schůzce začali kolegové inženýři kreslit schémata navrhovaného vozidla, a když se junior té noci vrátil domů, byl uchvácen.

Od konce roku 2012 do začátku roku 2013 20 studentů z holandské univerzity navrhlo a vyrobilo vozidlo tak ploché, že téměř vypadalo jako zmrzlinový sendvič z kosmického věku. V říjnovém závodě skončil tým Eindhovenu na třetím místě za Walesem a Německem. Ale v kategorii třídy cruiserů vzali porotci v úvahu design a praktičnost a později prohlásili Eindhoven za celkového vítěze.

Hoefsloot zahlédl ještě větší cenu a s van der Hamem jako hlavním technologickým ředitelem založil solární společnost Lightyear. O sedm let později tým zformoval to, co se naučili, do prototypu, který vypadá méně jako zmrzlinový sendvič, ale spíše jako elegantní přední část vlaku. Jakmile se dostane na trh na konci roku 2021, bude pravděpodobně stát asi 165 000 USD (můžete zarezervujte si jeden hned snížením vratných 4 000 $). Cenově dostupnější verze ve stylu „Tesla Model 3“ dorazí o několik let později. Aby se věci rozběhly, Lightyear vybral 30 milionů dolarů, má 120 předobjednávek a předvedl svůj demo vůz z CES v Las Vegas na Světovém ekonomickém fóru ve švýcarském Davosu.

Co tedy tým stojící za týmem automobilů Lightyear One ví o solárních motorech, které Musk nezná? „Kdyby dnes Elon přehodnotil toto rozhodnutí a měl příležitost postavit architekturu svého vozu od nuly dnes místo roku 2004 [kdy byly navrženy první modely Tesly] by dospěl k jinému závěru,“ říká van der Šunka. "Solární auto funguje pro Lightyear, protože děláme architekturu od základů."

Většina nejdůležitějších inovací Lightyear se odehrává před připojením solárních panelů a instalací baterií. Lightyear One pojme pět lidí, ale má štíhlou pohotovostní hmotnost 2 500 liber. Prius naklání váhu na 3 375 liber. Tesla Model 3 se prodává mezi 3 500 a 4 100.

„Opravdu, opravdu, opravdu se musíte nejprve podívat na základy,“ vysvětluje van der Ham o hmotnostní výhodě, kterou má Lightyear One oproti jiným vozům. „Tady uděláte největší rozdíl – v architektuře. Ne v detailech technologie."

Pozornost na nové testy a staré triky

Jiné společnosti, velké i malé, si se solární energií nějakou dobu pohrávají. Od roku 2010 do roku 2015 nabízela Toyota v Americe solární střechu jako součást volitelného luxusního paketu pro Prius, který zahrnoval také kožená sedadla a dálkově ovládanou klimatizaci. Během těchto let si volitelný balíček zakoupilo asi 95 000 zákazníků z USA. Od prosince 2019 společnost také prodala v Japonsku a Evropě 4 500 nových Prius PHV, které mají solární panely na střeše schopné generuje 160 wattů – dost na to, aby pomohl s pomocným napájením, ale nepohnul s vozem o významné míle (tato možnost není v současné době k dispozici v NÁS.).

Toyota nedávno postavila a Prototyp Prius s vysoce účinnými solárními bateriovými články vyrobenými společností Sharp, které dokážou generovat 860 wattů, což je potenciálně dostačující pro pohon vozu na více než 25 mil denně. Nová verze také rozšiřuje pokrytí buněk z pouhé střechy na kapotu, zadní dveře a spoiler kufru. Zatímco Toyota udělala kolem testů spoustu rozruchů, kontrolní období se prodloužilo do února 2020 bez pevných plánů na to, aby se na trhu objevil ekologičtější model. Pokud se japonská společnost posune kupředu s elektrickým vozidlem nebo hybridem, který má dostatek solárních panelů k pohonu vozu, její podíl na hybridním trhu jí již dává obrovskou výhodu před jakýmkoli startupem. Toyota má pravděpodobně nejvíce zkušeností ze všech automobilek, pokud jde o marketing solárních vozidel, a to i těch s omezenou kapacitou.

Kia/Hyundai prodává volitelné solární střechy (za přibližně 1 000 $) na svých hybridních modelech Sonata a Optima v Koreji. Společnost má v plánu nabídnout upgrade na zámořských trzích, ale zástupci nebudou prozrazovat podrobnosti. Při optimálních podmínkách poskytují střechy vozidlům o 800 kilometrů více ročně.

Van der Ham poukazuje na solární střechu Sonata jako symbolické úsilí ve srovnání s integrací na Lightyear Jeden, který slibuje, že ze svých solárních článků dostane 8 300 mil ročně, dokonce i v mlhavém městě, jako je San Francisco. Velká část výhod Lightyear se vrací k hmotnosti těla, které je vyrobeno z kompozitu uhlíkových vláken. a hliník oproti tradičnějšímu autu, jako je Sonata, což je ocel (vysokopevnostní, relativně lehká ocel, ale ještě pořád).

Motory Sono

Německá společnost Sono Motors používá lehký hliníkový rám, aby snížila hmotnost svého solárně poháněného Sionu. Pokud je Lightyear sportovní jízda pro ekologicky smýšlející alfa, Sion je dostupnou alternativou pro rozumné beta verze, které uctívají slunce. Hranatý černý hatchback má šikmou příď a hatchback připomínající Hondu Fit a je pouze v jedné barvě, černé. O této volbě, stejně jako o mnoha dalších prvcích na autě, rozhodla komunita financující projekt.

Více než 10 000 lidí si předobjednalo Sion vyplacením vratných 550 $ na kupní cenu 28 000 $. Dodání je naplánováno na začátek roku 2022. To je velká důvěra v zakladatele, kteří projekt zahájili jako studenti a ještě ani nepostavili formální prototyp. Vozidlo, kolem kterého cestovali, jen málo maskuje, kde jsou solární panely, a dokonce má sloupek řízení BMW (který bude později nahrazen proprietárním). Další rozhodnutí, například zda bude sériový vůz mít pohon předních nebo zadních kol, musí být ještě dokončena. Tento otevřený přístup k vývoji Sono nedávno pomohl crowdfunded 55 milionů dolarů pomoci při výrobě prototypů a uvedení vozu na trh.

Sono slibuje, že solární energie požene Sion 10 mil denně, což se nemusí zdát moc, ale to je zhruba to, co typický německý dojíždějící člověk ujede za den, říká zástupce společnosti. Bateriové úložiště bude možné nabíjet na dojezd 200 až 250 mil. Mezi další praktické funkce patří možnost sklopení předních a zadních sedadel a vytvoření 8 stop úložného prostoru v kabině a také sekce na nabíjecím portu předního nárazníku, kam mohou uživatelé připojit domácí spotřebiče (pro případ, že byste si během kempování potřebovali namíchat smoothie).

Postavit solární auto není snadné – ani levné

Pokud se zdá, že světu solárních aut chybí americká vynalézavost, není to tak úplně pravda. Ford představil vůz C-MAX Solar Energi Concept na veletrhu CES v roce 2014, od té doby však nebylo slyšet mnoho novinek. University of Michigan má jeden z nejlepších závodních týmů solárních automobilů na světě, který vyhrál několik národních soutěží a umístil se na třetím místě na Bridgestone World Solar Challenge 2019.

Profesor Neil Dasgupta, fakultní poradce závodního týmu v Michiganu, provozuje výzkumnou laboratoř zaměřenou na solární energii a baterie a říká, že solární automobilky budou pravděpodobně zápasit s několika kompromisy.

Pro začátek není stavba solárního auta levná. Samozřejmostí jsou fotovoltaické články a baterie. Pak je tu karoserie z uhlíkových vláken, kterou Lightyear a University of Michigan používají ke snížení hmotnosti svých vozů. Každá libra kompozitu z uhlíkových vláken stojí poměrně hodně, vysvětluje Dasgupta. Dobrou zprávou je, že relativně lehký materiál může být působivě bezpečný.

„Řidiči závodních aut se vyhýbají nehodám rychlostí 100 mil za hodinu,“ poznamenává profesor. „Ta auta jsou částečně vyrobena z kompozitu uhlíkových vláken. Ve skutečnosti mohou být bezpečnější než auta na bázi oceli.“ Mnoho výrobců automobilů vidí potenciál v výrobu těles z materiálu, ale je třeba provést více výzkumu a vývoje, aby se náklady snížily. Startup vyrábějící solární auta se solárními články, extrémně účinnými bateriemi a karoserií z uhlíkových vláken musí být stále ziskový.

„To, zda se jim podaří snížit výrobní náklady tam, kde to dává smysl, bude určovat úspěch nebo neúspěch začínající společnosti,“ uvádí Dasgupta. S ohledem na současnou technologii také neočekává mnoho pickupů nebo SUV poháněných sluncem brzy, protože prostor navíc pro panely obvykle nestačí k dlouhodobému pohonu těžšího vozidla vzdálenosti. Solární střecha nabízená na nové SUV Fisker, například přidává vozu pouze 1 000 mil ročně.

Sion se snaží udržet nízké náklady tím, že využívá některé autodíly, které jsou již na trhu. Společnost se také snaží omezit nadměrnou spotřebu energie při výrobě přehodnocením montážní linky automobilů. Například panely karoserie budou barveny, nikoli lakovány, aby se ušetřila energie a výrobní náklady.

Ponaučení

Van der Ham říká, že jednou z lekcí, které se naučil sledováním růstu Tesly, je, že je důležité nesnažit se dělat příliš mnoho interně.

„Jsme partnerská společnost,“ vysvětluje. "Celou myšlenkou Lightyear je co nejvíce využít stávající věci a infrastrukturu." Solární panely auta vyrábí California’s Sluneční energie, například.

„Děláme několik triků, aby byly panely opravdu efektivní,“ říká, včetně designu, který zajišťuje, že panely, které jsou ve stínu nebo pokryté ptačím trusem, nezpomalují celkovou rychlost nabíjení.

Díky optimalizaci panelů, baterie a těla je Lightyear One dvakrát efektivnější než Tesla Model S. Ve skutečnosti tým analyzoval dopad umístění jejich solárních panelů na Model 3 Elona Muska a počítal s tím, že to přinese pouze 3 000 mil ročně oproti 8 000 u Lightyear One.

"V tomto smyslu souhlasím s Elonovým komentářem," říká Van der Ham. "Momentální umístění solárního panelu na Model 3 moc nepřidá."

Pokud nemůžete čekat pár let na nové solární auto, podívejte se na projekt youtuberů Bryce & Courtney, kteří dali výpověď a přestavěli auto z roku 1988 Dodge Ram Van do karavanu se solárními panely na střeše, který objížděli po USA Nemáte 165 000 $ na novou solární jízdu? Stačí přišroubovat pár panelů na horní část vašeho současného auta za asi 1 000 $.

Doporučení redakce

• Vůz Sony Honda Afeela je vrcholem CES a já jsem tu pro něj
• CES dnes pořádá závod vysokorychlostních autonomních vozů. Podívejte se na to zde
• Volvo představuje elektrický 2022 C40 Recharge s technologií do auta poháněnou Androidem
• Apple v jednání s Hyundai o možném automobilu, potvrzuje automobilka
• Zabrzděte podle očekávání Apple Car, říká analytik