Light-Speed ​​Race -kilpailussa aurinkovoimalla toimivan lähiauton rakentamiseksi

Bridgestone World Solar Challenge ei ole tyypillinen renkaita sulattava, kaasua polttava autokilpailu. Kaasuläppäisen soikean ympärillä pyörittämisen sijaan se on ekologinen kestävyystesti Australian Outbackin läpi.

Neljän päivän aikana kokeellinen franken-konemoottori 2000 mailia Darwinista Adelaideen pääasiassa aurinkovoimalla. Suurin osa ajoneuvoista ei näytä teräviltä Formula 1 -kilpailijoilta. Jotkut ajoneuvot on suunniteltu ajamaan auringon säteillä, ja ne muistuttavat Mars-valmiita ilmatyynyaluksia ja toiset näyttävät aurinkopop-tartilta, joissa on neljä pyörää.

Muutama vuosi sitten World Solar Challengen voittaneet autoteollisuuden uteliaisuudet olivat satunnaista hirvittävää tarinaa, joka välähti Twitter-syötteessäsi. Julkaistiin katukäyttöiset aurinkovoimalla toimivat ajoneuvot, kuten Lightyear One ja

Sonos Motorsin Sion sekä vakiintuneet pelaajat, kuten Toyota ja Kia testaavat paneeliintegraatioita, ovat alkaneet uusi kilpailu maailman suurimmasta aurinkoautoyhtiöstä.

Sunray-käyttöisissä sedaneissa on myös paljon skeptikkoja ja vastustajia. Carnegie Mellonin professori Jeremy Michalek, yliopiston ajoneuvojen sähköistysryhmän johtaja, sanoo aurinkopaneelit kallis tapa saada maileja. Sähkösoturi Elon Musk pooh-poohs konsepti: "Huonoin paikka aurinkoenergian sijoittamiseen on auto."

Auton arkkitehtuurin uudelleenarviointi

Arjo van der Ham oli nuorempi sähkötekniikan opiskelija Eindhovenin teknillisessä yliopistossa Hollannissa, kun tuttava koulun pikaluistelukerho Lex Hoefsloot pyysi tapaamaan liittyäkseen tiimiin, jota hän kokosi päästäkseen autolla World Solariin Haaste. Van der Ham oli keskittynyt maisterin tutkintoon ja varovainen projektiin. Mutta ensimmäisessä kokouksessa insinööritoverit alkoivat piirtää kaavioita ehdotetulle ajoneuvolle, ja kun juniori saapui kotiin sinä iltana, hän oli koukussa.

Vuoden 2012 lopusta vuoden 2013 alkuun 20 hollantilaisen yliopiston opiskelijaa suunnitteli ja valmisti ajoneuvon, joka oli niin litteä, että se näytti melkein avaruusajan jäätelövoileipältä. Lokakuun kilpailussa Eindhoven-joukkue sijoittui kolmanneksi Walesin ja Saksan jälkeen. Mutta cruiser-luokan luokassa tuomarit ottivat huomioon suunnittelun ja käytännöllisyyden ja julistivat myöhemmin Eindhovenin kokonaisvoittajaksi.

Hoefsloot vakoili vielä suurempaa palkintoa ja perusti Lightyearin aurinkoenergiayhtiön van der Hamin teknologiajohtajana. Seitsemän vuotta myöhemmin tiimi on muovannut oppimansa prototyypiksi, joka näyttää vähemmän jäätelövoileipältä vaan enemmän luotijunan tyylikkäältä etupuolelta. Se maksaa todennäköisesti noin 165 000 dollaria, kun se tulee markkinoille vuoden 2021 lopussa (voit varaa yksi nyt syömällä takaisin 4 000 dollaria). Edullisempi "Tesla Model 3" -tyylinen versio saapuu parin vuoden kuluttua. Saadakseen asiat rullaamaan Lightyear on kerännyt 30 miljoonaa dollaria, sillä on 120 ennakkotilausta ja esitellyt demoautoaan Las Vegasin CES: stä World Economic Forumille Sveitsin Davosissa.

Joten mitä Lightyear One -autotiimin takana oleva tiimi tietää aurinkovoimalla toimivista moottoreista, mitä Musk ei tiedä? "Jos Elon pohtisi tätä päätöstä uudelleen tänään ja saisi mahdollisuuden rakentaa autonsa arkkitehtuuri tyhjästä tänään vuoden 2004 sijaan [kun Teslan varhaiset mallit suunniteltiin], hän tekisi toisenlaisen johtopäätöksen”, van der sanoo Kinkku. "Aurinkoauto toimii Lightyearille, koska teemme arkkitehtuurin alusta alkaen."

Suuri osa Lightyearin tärkeimmistä innovaatioista tapahtuu ennen kuin se kiinnittää aurinkopaneelit ja asentaa akut. Lightyear Oneen mahtuu viisi henkilöä, mutta sen omapaino on 2500 kiloa. Prius kallistaa vaa'an 3 375 paunaan. Tesla Model 3 -mallia on 3 500 ja 4 100 välillä.

"Sinun on todella, todella, todella katsottava ensin perusasiat", selittää van der Ham Lightyear Onen painoetua muihin autoihin verrattuna. "Siinä tulet tekemään suurimman eron - arkkitehtuurissa. Ei tekniikan yksityiskohdissa."

Uusien testien ja vanhojen temppujen valokeila

Muut yritykset, suuret ja pienet, ovat puuhailleet aurinkovoimalla jo jonkin aikaa. Vuosina 2010–2015 Toyota tarjosi aurinkokaton Amerikassa osana lisävarusteena saatavaa Priuksen luksuspakettia, joka sisälsi myös nahkaistuimet ja kauko-ohjattavan ilmastointilaitteen. Noin 95 000 yhdysvaltalaista asiakasta osti valinnaisen paketin näiden vuosien aikana. Joulukuusta 2019 lähtien yritys on myös myynyt Japanissa ja Euroopassa 4 500 uutta Prius PHV: tä, jonka katolla on aurinkopaneelit, jotka pystyvät tuottaa 160 wattia – riittää auttamaan apuvoimalla, mutta ei liikuta autoa merkittäviä kilometrejä (tätä vaihtoehtoa ei tällä hetkellä ole saatavilla MEILLE.).

Toyota rakensi hiljattain a Prius prototyyppi erittäin tehokkailla, Sharpin valmistamilla aurinkokennoilla, jotka voivat tuottaa 860 wattia, mikä potentiaalisesti riittää antamaan virtaa autolle yli 25 mailia päivässä. Uusi versio laajentaa myös kennopeittoa vain katosta konepelliin, takaluukun oveen ja tavaratilan spoileriin. Vaikka Toyota teki paljon hälinää testeistä, tarkastelujakso jatkui helmikuuhun 2020 asti, eikä ympäristöystävällisemmän mallin markkinoille tuloa ollut luvassa. Jos japanilainen yritys siirtyy eteenpäin sähköajoneuvolla tai hybridillä, jossa on tarpeeksi aurinkopaneeleja auton tehoon, sen hybridimarkkinaosuus antaa sille jo valtavan edun mihin tahansa startupiin verrattuna. Toyotalla on luultavasti eniten kokemusta kaikista autoyrityksistä aurinkoajoneuvojen markkinoinnissa, jopa rajoitettujen ajoneuvojen markkinoinnissa.

Kia/Hyundai myy valinnaisia ​​aurinkokattoja (noin 1 000 dollarilla) Sonata- ja Optima-hybridimalleihinsa Koreassa. Yhtiö aikoo tarjota päivityksen ulkomailla, mutta edustajat eivät paljasta yksityiskohtia. Optimaalisissa olosuhteissa katot antavat ajoneuvoille noin 800 mailia lisää vuodessa.

Van der Ham pitää Sonatan aurinkokattoa merkkinä verrattuna Lightyearin integraatioon. Yksi, jonka hän lupaa saada 8300 mailia vuodessa irti aurinkokennoistaan ​​jopa sumuisessa kaupungissa kuten San Francisco. Suuri osa Lightyearin eduista johtuu rungon painosta, joka on valmistettu hiilikuitukomposiitista ja alumiini verrattuna perinteisempään autoon, kuten Sonata, joka on terästä (suuri luja, suhteellisen kevyt teräs, mutta edelleen).

Sono Motors

Saksalainen Sono Motors käyttää kevyttä alumiinirunkoa pitääkseen aurinkoenergialla toimivan Sionin painon kurissa. Jos Lightyear on urheilullinen ajomatka ympäristöystävällisille alfa-ajoille, Sion on edullinen vaihtoehto järkeville, aurinkoa palvoville betaversioille. Boksimustassa viistoperässä on viisto etuosa ja viistoperä, jotka muistuttavat Honda Fitiä, ja sitä on saatavana vain yksivärisenä, mustana. Tämän valinnan, kuten monet auton ominaisuudet, päätti projektia rahoittava yhteisö.

Yli 10 000 ihmistä on ennakkotilannut Sionin maksamalla palautettavan 550 dollarin 28 000 dollarin ostohinnasta. Toimitus on suunniteltu alkuvuodesta 2022. Se on suuri usko perustajissa, jotka aloittivat projektin ollessaan opiskelijoita eivätkä ole vielä rakentaneet muodollista prototyyppiä. Ajoneuvo, jolla he ovat kiertäneet, ei juurikaan peitä aurinkopaneelien sijaintia, ja siinä on jopa BMW-ohjauspylväs (joka vaihdetaan myöhemmin omaan). Muita päätöksiä, kuten onko tuotantoauto etu- vai takavetoinen, ei ole vielä tehty. Tämä avoin lähestymistapa kehitykseen auttoi Sonoa äskettäin joukkorahoitusta 55 miljoonaa dollaria auttaa rakentamaan prototyyppejä ja saamaan auton markkinoille.

Sono lupaa, että aurinkovoima ajaa Sionia 10 mailia päivässä, mikä ei ehkä vaikuta paljolta, mutta noin tyypillinen saksalainen työmatkalainen ajaa päivässä, sanoo yrityksen edustaja. Akkuvarasto on ladattavissa 200-250 mailin etäisyydelle. Muita käytännöllisiä ominaisuuksia ovat mahdollisuus laskea etu- ja takaistuimet alas 8 jalkaa matkustamoon säilytystilaa sekä osio etupuskurin latausportissa, johon käyttäjät voivat kytkeä kodinkoneet (jos sinun on sekoitettava smoothie retkeilyn aikana).

Aurinkoauton rakentaminen ei ole helppoa tai halpaa

Jos näyttää siltä, ​​​​että aurinkoautomaailmasta puuttuu amerikkalainen kekseliäisyys, se ei ole täysin totta. Ford esitteli C-MAX Solar Energi -konseptiauton CES: ssä vuonna 2014, mutta sen jälkeen ei ole kuulunut paljon uutisia. Michiganin yliopistolla on yksi maailman parhaista aurinkoautojen kilpajoukkueista, joka on voittanut useita kansallisia kilpailuja ja sijoittunut kolmanneksi 2019 Bridgestone World Solar Challengessa.

Professori Neil Dasgupta, Michiganin kilpailutiimin neuvonantaja, johtaa aurinkovoimaan ja akkuihin keskittyvää tutkimuslaboratoriota ja sanoo, että aurinkoautoyritykset kamppailevat todennäköisesti useiden kompromissien kanssa.

Ensinnäkin aurinkoauton rakentaminen ei ole halpaa. Tietenkin on aurinkokennoja ja akkuja. Sitten on hiilikuitukomposiittirunko, jota Lightyear ja Michiganin yliopisto käyttävät vähentääkseen autonsa painoa. Jokainen kilo hiilikuitukomposiittia maksaa melko paljon, Dasgupta selittää. Hyvä uutinen on, että suhteellisen kevyt materiaali voi olla vaikuttavan turvallinen.

"Kilpa-auton kuljettajat kävelevät ulos kolareista 100 mailia tunnissa", huomauttaa professori. ”Nämä autot on osittain valmistettu hiilikuitukomposiitista. Ne voivat itse asiassa olla turvallisempia kuin teräspohjaiset autot. Monet autonvalmistajat näkevät siinä potentiaalia materiaalista kappaleita, mutta lisää tutkimusta ja kehitystä on tehtävä kustannusten alentamiseksi. Aurinkokennoilla, erittäin tehokkailla akuilla ja hiilikuitukomposiittirungoilla aurinkoautoja rakentavan startup-yrityksen on edelleen oltava kannattavaa.

"Se, pystyvätkö he laskemaan valmistuskustannukset järkevälle tasolle, sanelee startup-yrityksen menestyksen tai epäonnistumisen", Dasgupta arvioi. Nykytekniikan perusteella hän ei myöskään odota monia aurinkovoimaisia ​​lava-autoja tai maastoautoja milloin tahansa pian, koska ylimääräinen tila paneeleille ei yleensä riitä raskaampaan ajoneuvoon pitkään etäisyydet. Uudessa tarjolla aurinkokatto Fisker SUVesimerkiksi lisää vain 1000 mailia vuodessa autoon.

Sion yrittää pitää kustannukset kurissa hyödyntämällä joitain jo markkinoilla olevia autonosia. Yritys pyrkii myös rajoittamaan tuotannon ylimääräistä energiankäyttöä suunnittelemalla uudelleen autojen kokoonpanolinjaa. Esimerkiksi runkopaneeleihin lisätään väriä sen sijaan, että ne maalataan energian ja tuotantokustannusten säästämiseksi.

Opittua

Van der Ham sanoo, että yksi Teslan kasvun näkemyksistään, jonka hän on oppinut, on se, että on tärkeää olla yrittämättä tehdä liikaa talon sisällä.

"Olemme kumppanuusyritys", hän selittää. "Lightyearin koko idea on käyttää olemassa olevaa tavaraa ja infrastruktuuria mahdollisimman paljon." Auton aurinkopaneelit ovat Californian valmistamia Auringonvoima, esimerkiksi.

"Teemme joitain temppuja tehdäksemme paneeleista todella tehokkaita", hän sanoo, mukaan lukien suunnittelu, joka varmistaa, että varjossa olevat tai linnun kakan peittämät paneelit eivät hidasta yleistä latausnopeutta.

Paneelien, akun ja rungon optimointi tekee Lightyear Onesta kaksi kertaa tehokkaamman kuin Tesla Model S. Itse asiassa tiimi analysoi aurinkopaneelien asennuksen vaikutuksia Elon Muskin Model 3:een ja arvioi, että se lisäisi vain 3 000 mailia vuodessa verrattuna 8 000 mailia Lightyear Oneen.

"Tässä mielessä olen samaa mieltä Elonin kommentin kanssa", sanoo Van der Ham. "Aurinkopaneelin laittaminen nyt Model 3:een ei lisää paljon."

Jos et malta odottaa paria vuotta uutta aurinkoautoa, tutustu YouTubers Bryce & Courtneyn projektiin, jotka jättivät työnsä ja muuttivat vuoden 1988 Dodge Ram Van asuntoautoon, jonka katolla on aurinkopaneelit ja jota he kiersivät ympäri Yhdysvaltoja. Eikö sinulla ole 165 000 dollaria käytettäväksi uuteen aurinkomatkaan? Kiinnitä vain muutama paneeli nykyisen autosi päälle noin 1 000 dollarilla.

Toimittajien suositukset

• Sony Honda Afeela -auto on huippuluokan CES, ja olen täysin täällä sitä varten
• CES isännöi tänään nopeita autonomisia autokilpailuja. Katso se täältä
• Volvo esittelee sähköisen 2022 C40 Rechargen Android-käyttöisellä autotekniikalla
• Apple neuvottelee Hyundain kanssa mahdollisesta autosta, autonvalmistaja vahvistaa
• Jarruta Apple Carin odotuksia, analyytikko sanoo