בתוך המירוץ במהירות האור לבניית מכונית נוסעים מונעת שמש

אתגר השמש העולמי של ברידג'סטון הוא לא מרוץ המכוניות האופייני שלך להמסת צמיגים, להבעיר גז. במקום סיבוב עם מצערת סביב אליפסה שחורה, זהו מבחן סיבולת אקולוגי דרך האאוטבק האוסטרלי.

במהלך ארבעה ימים, מכונות פרנקן ניסיוניות נועעו 2,000 מיילים מדרווין לאדלייד, בעיקר באמצעות חשמל סולארי. רוב הרכבים לא נראים כמו מרוצי פורמולה 1 מחודדים. תוכנן לרוץ על קרני השמש, חלק מכלי הרכב דומים למטוסי רחף המוכנים למאדים ואחרים נראים כמו טארט פופ סולארי עם ארבעה גלגלים מחוברים.

לפני כמה שנים, סקרנות הרכב שזכו באתגר השמש העולמי היו סיפור מזדמן מזדמן שהבזיק דרך הפיד שלך בטוויטר. עם השקת רכבים סולאריים חוקיים ברחוב כמו Lightyear One ו סונוס Sion של מוטורס, כמו גם שחקנים מבוססים כמו טויוטה וקיה בוחנים שילובי פאנלים, מרוץ חדש להיות חברת המכוניות הסולאריות הגדולה בעולם החל.

למכוניות סדאן מונעות סאנריי יש גם הרבה ספקנים ומתנגדים. פרופסור קרנגי מלון ג'רמי מיכאלק, מנהל קבוצת החשמול לרכב באוניברסיטה, אומר שפאנלים סולאריים הם יָקָר דרך להשיג מיילים. הלוחם החשמלי אילון מאסק פוף את מוּשָׂג: "המקום הכי פחות יעיל לשים סולרי הוא על המכונית."

חשיבה מחדש על הארכיטקטורה של המכונית

ארגו ואן דר האם היה סטודנט להנדסת חשמל זוטר באוניברסיטת איינדהובן לטכנולוגיה בהולנד כאשר מכר מ מועדון ההחלקה המהירה של בית הספר, לקס הופסלוט, ביקש להיפגש בנוגע להצטרפות לצוות שהוא מרכיב כדי להיכנס לרכב ב-World Solar אתגר. ואן דר האם היה מרוכז בתואר שני ונזהר מהפרויקט. אבל בפגישה הראשונה, עמיתים מהנדסים התחילו לצייר דיאגרמות של רכב מוצע, ועד שהג'וניור הגיע הביתה באותו לילה, הוא היה מכור.

מסוף 2012 ועד תחילת 2013, 20 סטודנטים מהאוניברסיטה ההולנדית עיצבו ויצרו רכב כל כך שטוח עד שכמעט נראה כמו כריך גלידה מעידן החלל. במירוץ באוקטובר, נבחרת איינדהובן הגיעה למקום השלישי, אחרי ויילס וגרמניה. אבל בקטגוריית מחלקת הסיירות, השופטים לקחו בחשבון עיצוב ופרקטיות, ומאוחר יותר הכריזו על איינדהובן כמנצחת הכללית.

Hoefsloot ריגל פרס גדול עוד יותר והקים את חברת Lightyear סולארית עם ואן דר האם כמנהל הטכנולוגיה הראשי. שבע שנים מאוחר יותר, הצוות יצק את מה שלמדו לאב טיפוס שנראה פחות כמו כריך גלידה ויותר כמו החזית המהודרת של רכבת כדורים. סביר להניח שזה יעלה כ-165,000 דולר ברגע שהוא ייצא לשוק בסוף 2021 (אתה יכול הזמן אחד עכשיו על ידי ביטול סכום בר-החזר של 4,000 $). גרסה משתלמת יותר בסגנון "טסלה דגם 3" תגיע כעבור שנתיים. כדי לקדם את העניינים, Lightyear גייסה 30 מיליון דולר, יש לה 120 הזמנות מראש, והראתה את מכונית ההדגמה שלה מ-CES בלאס וגאס לפורום הכלכלי העולמי בדאבוס, שוויץ.

אז, מה הצוות שמאחורי צוות המכוניות Lightyear One יודע על מנועים המונעים על ידי שמש שמאסק לא יודע? "אם אילון היה חוזר על ההחלטה הזו היום והיה לו הזדמנות לבנות את הארכיטקטורה של המכונית שלו מאפס היום במקום 2004 [כאשר הדגמים המוקדמים של טסלה תוכננו], הוא היה מגיע למסקנה אחרת", אומר ואן דר חזיר. "המכונית הסולארית עובדת עבור Lightyear כי אנחנו עושים את הארכיטקטורה מהיסוד."

חלק גדול מהחידושים החשובים ביותר של Lightyear מתרחש לפני שהוא מחבר פאנלים סולאריים ומתקין את הסוללות. ה-Lightyear One מושיבה חמישה אנשים ובכל זאת יש לו משקל עצמי דק של 2,500 פאונד. פריוס מטה את הכף ל-3,375 ק"ג. טסלה דגם 3 מגיעה בין 3,500 ל-4,100.

"אתה באמת, באמת, באמת צריך להסתכל על היסודות תחילה", מסביר ואן דר האם על יתרון המשקל שיש ל-Lightyear One על פני מכוניות אחרות. "זה המקום שבו אתה הולך לעשות את ההבדל הגדול ביותר - בארכיטקטורה. לא בפרטי הטכנולוגיה".

זרקור מבחנים חדשים וגימיקים ישנים

חברות אחרות, קטנות כגדולות, מתעסקות עם אנרגיה סולארית כבר זמן מה. מ-2010 עד 2015 הציעה טויוטה גג סולארי באמריקה כחלק מחבילת יוקרה אופציונלית לפריוס שכללה גם מושבי עור ומיזוג אוויר בשלט רחוק. כ-95,000 לקוחות אמריקאים רכשו את החבילה האופציונלית במהלך אותן שנים. מאז דצמבר 2019, החברה מכרה גם 4,500 פריוס PHV החדש ביפן ובאירופה, אשר יש לו פאנלים סולאריים על הגג המסוגלים מייצר 160 וואט - מספיק כדי לעזור עם כוח עזר אבל לא להזיז את המכונית למרחק של קילומטרים משמעותיים (האופציה הזו לא זמינה כרגע ב- לָנוּ.).

טויוטה בנתה לאחרונה א אב טיפוס של פריוס עם תאי סוללה סולארית יעילים ביותר מתוצרת Sharp שיכולים להפיק 860 וואט, פוטנציאל מספיק כדי להניע את המכונית ל-25 פלוס מיילים ביום. הגרסה החדשה גם מרחיבה את כיסוי התא מהגג למכסה המנוע, דלת הפתח האחורית וספוילר תא המטען. בעוד טויוטה עשתה הרבה מהומה לגבי המבחנים, תקופת הבדיקה התארכה עד פברואר 2020 ללא תוכניות מוצקות לדגם הידידותי יותר לסביבה שיופיע בשוק. אם החברה היפנית תתקדם עם רכב חשמלי או היברידי שיש לו מספיק פאנלים סולאריים כדי להניע את המכונית, נתח השוק ההיברידי שלה כבר נותן לה יתרון עצום על פני כל סטארטאפ. לטויוטה יש ללא ספק את הניסיון הרב ביותר מכל חברת רכב במונחים של שיווק רכבים סולאריים, גם כאלה עם קיבולת מוגבלת.

קיה/יונדאי מוכרת גגות סולאריים אופציונליים (בערך 1,000 דולר) על הדגמים ההיברידיים של סונטה ואופטימה בקוריאה. לחברה יש תוכניות להציע את השדרוג בשווקים בחו"ל, אך הנציגים לא יחשפו פרטים. בתנאים אופטימליים, הגגות מעניקים לרכבים כ-800 מיילים נוספים בשנה.

ואן דר האם מצביע על הגג הסולארי של הסונטה כמאמץ סמלי בהשוואה לשילוב ב-Lightyear אחד, שהוא מבטיח שיוציא 8,300 מייל בשנה מהתאים הסולאריים שלו, אפילו בעיירה מעורפלת כמו סן פרנסיסקו. חלק ניכר מהיתרון של Lightyear חוזר למשקל הגוף, הבנוי מחומר מרוכב של סיבי פחמן ואלומיניום לעומת מכונית מסורתית יותר כמו הסונטה, שהיא פלדה (פלדה בעלת חוזק גבוה וקלת משקל יחסית, אבל עוֹד).

סונו מוטורס

סונו מוטורס הגרמנית משתמשת בשלדת אלומיניום קלת משקל כדי להפחית את משקלה של Sion המופעלת על ידי שמש. אם Lightyear היא הרכיבה הספורטיבית עבור אלפאים בעלי חשיבה אקולוגית, Sion היא האלטרנטיבה המשתלמת לבטאות נבונות וסוגדיות לשמש. להאצ'בק השחור הקופסתי יש חזית משופעת והאצ'בק המזכירה הונדה פיט ומגיעה רק בצבע אחד, שחור. בחירה זו, כמו רבים מהמאפיינים במכונית, הוחלט על ידי הקהילה שמממנת את הפרויקט.

יותר מ-10,000 אנשים הזמינו מראש את ה-Sion על ידי חלוקת סכום של 550 דולר בר-החזר לקראת מחיר הרכישה של 28,000 דולר. האספקה ​​מתוכננת לתחילת 2022. זה הרבה אמונה במייסדים שהתחילו את הפרויקט כשהיו סטודנטים ואפילו לא בנו אב טיפוס רשמי עדיין. הרכב שבו הם טיילו מסביב לא מסווה מעט את המקום שבו נמצאים הפאנלים הסולאריים ואפילו יש לו עמוד הגה של BMW (שיוחלף מאוחר יותר באחד קנייני). החלטות אחרות, כמו האם מכונית הייצור תהיה הנעה קדמית או אחורית, טרם הוגדרו סופית. הגישה הפתוחה הזו לפיתוח עזרה ל-Sono לאחרונה מימון המונים של 55 מיליון דולר לעזור לבנות אבות טיפוס ולהוציא את המכונית לשוק.

סונו מבטיח שהאנרגיה הסולארית תניע את ה-Sion ל-10 מיילים ביום, מה שאולי לא נראה כמו הרבה, אבל זה בערך מה שנוסע גרמני טיפוסי נוהג ביום, אומר נציג החברה. אחסון הסוללה יהיה ניתן לטעינה עד לטווח של 200 עד 250 מייל. תכונות מעשיות אחרות כוללות את היכולת להוריד את המושבים הקדמיים והאחוריים כדי ליצור 8 רגל של אחסון בתא הנוסעים, כמו גם קטע על יציאת הטעינה של הפגוש הקדמי שבו המשתמשים יכולים לחבר מכשירי חשמל ביתיים (במקרה שתצטרכו לערבב שייק בזמן שאתם בקמפינג).

בניית מכונית סולארית אינה קלה - או זולה

אם נדמה שלעולם המכוניות הסולאריות חסרה כושר המצאה אמריקאי, זה לא לגמרי נכון. פורד הציגה את מכונית ה-C-MAX Solar Energi Concept ב-CES ב-2014, אך לא נשמעו הרבה חדשות מאז. לאוניברסיטת מישיגן יש את אחת מקבוצות מירוץ המכוניות הסולאריות הטובות בעולם, לאחר שזכתה במספר תחרויות לאומיות והושגה במקום השלישי באתגר השמש העולמי של ברידג'סטון לשנת 2019.

פרופסור ניל דסגופטה, יועץ הסגל של צוות המירוץ של מישיגן, מנהל מעבדת מחקר המתמקדת באנרגיה סולארית וסוללות ואומר שסביר להניח שחברות מכוניות סולאריות ייאבקו בכמה פשרות.

בתור התחלה, בניית מכונית סולארית אינה זולה. כמובן, ישנם תאים פוטו-וולטאיים וסוללות. ואז יש את הגוף המרוכב מסיבי פחמן ש-Lightyear ואוניברסיטת מישיגן משתמשות כדי להוריד את משקל המכוניות שלהן. כל קילוגרם של סיבי פחמן מרוכב עולה די הרבה, מסביר Dasgupta. החדשות הטובות הן שהחומר הקל יחסית יכול להיות בטוח בצורה מרשימה.

"נהגי מכוניות מירוץ יוצאים מהתאונות במהירות של 100 מייל לשעה", מציין הפרופסור. "המכוניות האלה עשויות בחלקן מחומר מרוכב של סיבי פחמן. הם יכולים למעשה להיות בטוחים יותר ממכוניות מבוססות פלדה". יצרני רכב רבים רואים את הפוטנציאל הטמון בכך יצירת גופים מהחומר, אבל צריך לעשות יותר מחקר ופיתוח כדי להוריד את העלות. סטארטאפ הבונה מכוניות סולאריות עם תאים סולאריים, סוללות יעילות במיוחד וגופים מרוכבים מסיבי פחמן עדיין צריך להיות רווחי.

"אם הם יצליחו להוריד את עלויות הייצור למקום שבו זה הגיוני או לא, יכתיב את ההצלחה או הכישלון של חברת סטארט-אפ", מספר Dasgupta. בהתחשב בטכנולוגיה הנוכחית, הוא גם לא מצפה להרבה טנדרים או רכבי שטח מונעי שמש בכל עת בקרוב, מכיוון שהמקום הנוסף לפאנלים בדרך כלל אינו מספיק כדי להניע רכב כבד יותר לאורך זמן מרחקים. הגג הסולארי המוצע על החדש פיסקר רכב שטח, למשל, מוסיף רק 1,000 מייל בשנה למכונית.

Sion מנסה לצמצם עלויות על ידי שימוש בחלקי רכב שכבר קיימים בשוק. החברה גם מנסה להגביל את צריכת האנרגיה העודפת במהלך הייצור על ידי חשיבה מחודשת על פס הייצור של הרכב. לדוגמה, לוחות המרכב יהיו צבועים בצבע ולא צבועים כדי לחסוך באנרגיה ובעלויות הייצור.

לקחים

ואן דר האם אומר שאחד הלקחים שהוא למד מהצפייה בטסלה גדלה הוא החשיבות של לא לנסות לעשות יותר מדי בבית.

"אנחנו חברת שותפות", הוא מסביר. "כל הרעיון מאחורי Lightyear הוא להשתמש בחומר ובתשתית קיימים ככל האפשר." הפאנלים הסולאריים של המכונית מיוצרים על ידי קליפורניה אנרגיית השמש, לדוגמה.

"אנחנו עושים כמה טריקים כדי להפוך את הפאנלים ליעילים באמת", הוא אומר, כולל עיצוב שמבטיח שפאנלים שנמצאים בצל או מכוסים בקקי של ציפורים לא מאטים את מהירות הטעינה הכוללת.

האופטימיזציה של הפאנלים, הסוללה והגוף הופכת את ה-Lightyear One ליעיל פי שניים מה-Tesla Model S. למעשה, הצוות ניתח את ההשפעה של הצבת הפאנלים הסולאריים שלהם על דגם 3 של אילון מאסק וחשב שזה יוסיף רק 3,000 מיילים בשנה לעומת 8,000 עבור Lightyear One.

"במובן הזה, אני מסכים עם ההערה של אילון", אומר ואן דר האם. "הצבת פאנל סולארי עכשיו בדגם 3 לא מוסיף כל כך הרבה."

אם אתה לא יכול לחכות כמה שנים למכונית סולארית חדשה, בדוק פרויקט של היוטיוברים ברייס וקורטני, שעזבו את עבודתם והמירו מכונית משנת 1988 דודג' ראם ואן לתוך חניון עם פאנלים סולאריים על הגג שהם סיירו ברחבי ארה"ב. אין לך 165,000 דולר להוציא על נסיעה סולארית חדשה? פשוט הברג כמה לוחות על החלק העליון של המכונית הנוכחית שלך תמורת 1,000 דולר בערך.

המלצות עורכים

• מכונית Sony Honda Afeela היא שיא CES, ואני לגמרי כאן בשביל זה
• CES מארחת היום מירוץ מכוניות אוטונומיות במהירות גבוהה. צפו בו כאן
• וולוו חושפת את 2022 C40 Recharge החשמלית עם טכנולוגיה לרכב המונעת על ידי אנדרואיד
• אפל בשיחות עם יונדאי על מכונית אפשרית, מאשרת יצרנית הרכב
• הפעל בלמים לציפיות של אפל קאר, אומר אנליסט