V pretekoch v rýchlosti svetla o postavenie auta na dochádzanie do práce na solárny pohon

Bridgestone World Solar Challenge nie sú typickými pretekmi áut s roztápaním pneumatík a spaľovaním plynu. Namiesto otáčania plynom okolo čierneho oválu ide o ekologicky zmýšľajúci test odolnosti v austrálskom Outbacku.

V priebehu štyroch dní experimentálne franken-stroje poháňajú 2 000 míľ z Darwinu do Adelaide, pričom využívajú predovšetkým solárnu energiu. Väčšina vozidiel nevyzerá ako špičatí pretekári Formuly 1. Niektoré vozidlá, navrhnuté tak, aby jazdili na lúčoch slnka, pripomínajú vznášadlá pripravené na Mars a iné vyzerajú ako solárne Pop Tarts so štyrmi namontovanými kolesami.

Pred niekoľkými rokmi boli automobilové kuriozity, ktoré vyhrali World Solar Challenge, príležitostným príbehom, ktorý sa objavil na vašom Twitteri. S uvedením pouličných vozidiel so solárnym pohonom, ako sú Lightyear One a

Sonos Motors' Sion, ako aj etablovaní hráči, ako sú Toyota a Kia integrácie testovacích panelov, sa začali nové preteky o to, kto bude najväčšou solárnou automobilkou na svete.

Sedany poháňané slnečným žiarením majú tiež veľa skeptikov a odporcov. Profesor Carnegie Mellon Jeremy Michalek, riaditeľ Univerzitnej skupiny pre elektrifikáciu vozidiel, hovorí, že solárne panely sú drahé spôsob, ako získať míle. Elektrický bojovník Elon Musk pooh-pú koncepcie: "Najmenej efektívne miesto na umiestnenie solárnej energie je na aute."

Prehodnotenie architektúry auta

Arjo van der Ham bol mladším študentom elektrotechniky na Eindhovenskej technickej univerzite v Holandsku, keď ho poznal školský rýchlokorčuliarsky klub, Lex Hoefsloot, požiadal o stretnutie ohľadom vstupu do tímu, ktorý zostavoval, aby sa prihlásil do auta na World Solar. Výzva. Van der Ham bol zameraný na magisterský titul a dával si pozor na projekt. Ale na prvom stretnutí začali kolegovia inžinieri kresliť schémy pre navrhované vozidlo, a keď sa junior v tú noc vrátil domov, bol uchvátený.

Od konca roku 2012 do začiatku roku 2013 20 študentov z holandskej univerzity navrhlo a vyrobilo vozidlo tak ploché, že takmer vyzeralo ako zmrzlinový sendvič z kozmického veku. Na októbrových pretekoch skončil tím Eindhoven na treťom mieste za Walesom a Nemeckom. Ale v kategórii cruiserov porota vzala do úvahy dizajn a praktickosť a neskôr vyhlásili Eindhoven za celkového víťaza.

Hoefsloot sledoval ešte väčšiu cenu a založil solárnu spoločnosť Lightyear s van der Hamom ako hlavným technologickým riaditeľom. O sedem rokov neskôr tím sformoval to, čo sa naučili, do prototypu, ktorý vyzerá menej ako zmrzlinový sendvič a viac ako elegantná predná časť vlaku. Keď sa dostane na trh koncom roka 2021, bude to pravdepodobne stáť približne 165 000 dolárov (môžete rezervujte si jeden teraz znížením vratných 4 000 USD). Cenovo dostupnejšia verzia v štýle „Tesla Model 3“ príde o pár rokov neskôr. Aby sa veci rozbehli, Lightyear vyzbieral 30 miliónov dolárov, má 120 predobjednávok a predviedol svoje demo auto z CES v Las Vegas na Svetovom ekonomickom fóre vo švajčiarskom Davose.

Čo teda vie tím za tímom Lightyear One o motoroch poháňaných solárnou energiou, ktoré Musk nevie? „Ak by dnes Elon prehodnotil toto rozhodnutie a mal možnosť postaviť architektúru svojho auta od nuly dnes namiesto roku 2004 [keď boli navrhnuté prvé modely Tesly] by dospel k inému záveru,“ hovorí van der Šunka. "Solárne auto funguje pre Lightyear, pretože robíme architektúru od základov."

Väčšina z najdôležitejších inovácií Lightyear sa deje pred pripojením solárnych panelov a inštaláciou batérií. Lightyear One pojme päť ľudí, no má štíhlu pohotovostnú hmotnosť 2 500 libier. Prius nakláňa váhu na 3 375 libier. Tesla Model 3 prichádza medzi 3 500 a 4 100.

„Naozaj, naozaj, naozaj sa musíte najprv pozrieť na základy,“ vysvetľuje van der Ham o váhovej výhode, ktorú má Lightyear One oproti iným autám. „To je miesto, kde urobíte najväčší rozdiel – v architektúre. Nie v detailoch technológie."

Pozornosť na nové testy a staré triky

Iné spoločnosti, veľké aj malé, sa už nejaký čas pohrávajú so solárnou energiou. V rokoch 2010 až 2015 ponúkala Toyota v Amerike solárnu strechu ako súčasť voliteľného luxusného balíka pre Prius, ktorý obsahoval aj kožené sedadlá a diaľkovo ovládanú klimatizáciu. Počas týchto rokov si voliteľný balík zakúpilo približne 95 000 zákazníkov v USA. Od decembra 2019 spoločnosť predala v Japonsku a Európe aj 4 500 nových Prius PHV, ktoré majú solárne panely na streche schopné generuje 160 wattov – dosť na to, aby pomohol s pomocným napájaním, ale nepohol s autom o významné kilometre (táto možnosť nie je momentálne dostupná v USA).

Toyota nedávno postavila a Prototyp Prius s vysoko účinnými solárnymi batériovými článkami vyrobenými spoločnosťou Sharp, ktoré dokážu generovať 860 wattov, čo je potenciálne dosť na napájanie auta na viac ako 25 míľ denne. Nová verzia tiež rozširuje pokrytie buniek len zo strechy na kapotu, zadné dvere a spojler kufra. Zatiaľ čo Toyota narobila veľa rozruchu okolo testov, kontrolné obdobie sa predĺžilo do februára 2020 bez pevných plánov, aby sa na trhu objavil ekologickejší model. Ak japonská spoločnosť napreduje s elektrickým vozidlom alebo hybridom, ktorý má dostatok solárnych panelov na pohon auta, jej podiel na hybridnom trhu jej už dáva obrovskú výhodu oproti akýmkoľvek startupom. Toyota má pravdepodobne najviac skúseností zo všetkých automobilových spoločností, pokiaľ ide o marketing solárnych vozidiel, dokonca aj tých s obmedzenou kapacitou.

Kia/Hyundai predáva voliteľné solárne strechy (za približne 1 000 dolárov) na svojich hybridných modeloch Sonata a Optima v Kórei. Spoločnosť má v pláne ponúknuť upgrade na zámorských trhoch, ale zástupcovia neprezradí podrobnosti. Pri optimálnych podmienkach poskytujú strechy vozidlám o 800 kilometrov viac ročne.

Van der Ham poukazuje na solárnu strechu Sonata ako symbolické úsilie v porovnaní s integráciou na Svetelný rok Jeden, ktorý sľubuje, že zo svojich solárnych článkov dostane 8 300 míľ ročne, dokonca aj v hmlistom meste ako San Francisco. Veľká časť výhod Lightyear sa vracia k hmotnosti karosérie, ktorá je vyrobená z kompozitu uhlíkových vlákien. a hliník oproti tradičnejšiemu autu, ako je Sonata, ktorá je oceľová (vysokopevná, relatívne ľahká oceľ, ale stále).

Sono Motors

Nemecká spoločnosť Sono Motors používa ľahký hliníkový rám, aby znížila hmotnosť svojho solárneho Sionu. Ak je Lightyear športovou jazdou pre ekologicky zmýšľajúcich alfa, Sion je cenovo dostupnou alternatívou pre rozumné beta verzie, ktoré uctievajú slnko. Hranatý čierny hatchback má skosenú prednú časť a hatchback pripomínajúci Hondu Fit a dodáva sa len v jednej farbe, čiernej. O tejto voľbe, podobne ako o mnohých prvkoch na aute, rozhodla komunita financujúca projekt.

Viac ako 10 000 ľudí si predobjednalo Sion vyplatením vratných 550 USD za kúpnu cenu 28 000 USD. Dodanie je naplánované na začiatok roka 2022. To je veľká viera v zakladateľov, ktorí začali projekt, keď boli študentmi a ešte ani nepostavili formálny prototyp. Vozidlo, okolo ktorého cestovali, len málo maskuje, kde sú solárne panely, a dokonca má stĺpik riadenia BMW (ktorý bude neskôr nahradený proprietárnym). Ďalšie rozhodnutia, ako napríklad to, či bude sériový automobil s pohonom predných alebo zadných kolies, sa ešte musia dokončiť. Tento otvorený prístup k vývoju nedávno pomohol spoločnosti Sono crowdfunded 55 miliónov dolárov pomôcť postaviť prototypy a dostať auto na trh.

Spoločnosť Sono sľubuje, že solárna energia poháňa Sion 10 míľ denne, čo sa nemusí zdať veľa, ale to je približne to, čo typický nemecký cestujúci za prácou prejde za deň, hovorí zástupca spoločnosti. Batériu bude možné nabíjať do vzdialenosti 200 až 250 míľ. Medzi ďalšie praktické funkcie patrí možnosť sklopenia predných a zadných sedadiel, čím sa vytvorí 8 stôp úložného priestoru v kabíne, ako aj sekcia na nabíjacom porte predného nárazníka, kam môžu používatelia pripojiť domáce spotrebiče (v prípade, že si potrebujete namiešať smoothie počas kempovania).

Postaviť solárne auto nie je jednoduché – ani lacné

Ak sa zdá, že svetu solárnych áut chýba americká vynaliezavosť, nie je to úplne pravda. Ford predstavil na CES v roku 2014 automobil C-MAX Solar Energi Concept, no odvtedy veľa noviniek nepočuť. University of Michigan má jeden z najlepších tímov solárnych automobilových pretekov na svete, ktorý vyhral niekoľko národných súťaží a umiestnil sa na treťom mieste na Bridgestone World Solar Challenge 2019.

Profesor Neil Dasgupta, fakultný poradca pretekárskeho tímu v Michigane, vedie výskumné laboratórium zamerané na solárnu energiu a batérie a tvrdí, že spoločnosti vyrábajúce solárne automobily budú pravdepodobne zápasiť s niekoľkými kompromismi.

Na začiatok, postaviť solárne auto nie je lacné. Samozrejmosťou sú fotovoltické články a batérie. Potom je tu kompozitná karoséria z uhlíkových vlákien, ktorú Lightyear a University of Michigan používajú na zníženie hmotnosti svojich áut. Každá libra kompozitu z uhlíkových vlákien stojí pomerne veľa, vysvetľuje Dasgupta. Dobrou správou je, že relatívne ľahký materiál môže byť pôsobivo bezpečný.

„Vodiči pretekárskych áut vyviaznu z nehôd rýchlosťou 100 míľ za hodinu,“ poznamenáva profesor. „Tieto autá sú čiastočne vyrobené z kompozitu uhlíkových vlákien. V skutočnosti môžu byť bezpečnejšie ako autá na báze ocele.“ Mnoho výrobcov áut vidí potenciál v výrobu telies z materiálu, ale na zníženie nákladov je potrebné vykonať viac výskumu a vývoja. Startup vyrábajúci solárne autá so solárnymi článkami, extrémne účinnými batériami a kompozitnými karosériami z uhlíkových vlákien musí byť stále ziskový.

„To, či dokážu alebo nedokážu znížiť výrobné náklady tam, kde to dáva zmysel, bude diktovať úspech alebo neúspech začínajúcej spoločnosti,“ tvrdí Dasgupta. Vzhľadom na súčasnú technológiu tiež neočakáva veľa pickupov alebo SUV poháňaných slnkom čoskoro, pretože dodatočný priestor pre panely zvyčajne nestačí na dlho poháňať ťažšie vozidlo vzdialenostiach. Solárna strecha ponúkaná na novom SUV Fisker, napríklad pridáva k autu len 1 000 míľ ročne.

Sion sa snaží udržať nízke náklady využívaním niektorých autodielov, ktoré sú už na trhu. Spoločnosť sa tiež snaží obmedziť nadmernú spotrebu energie počas výroby prehodnotením montážnej linky automobilov. Napríklad panely karosérie budú namiesto lakovania natreté farbou, aby sa ušetrila energia a výrobné náklady.

Ponaučenie

Van der Ham hovorí, že jednou z lekcií, ktoré sa naučil pri sledovaní rastu Tesly, je dôležitosť nesnažiť sa robiť príliš veľa interne.

„Sme partnerská spoločnosť,“ vysvetľuje. "Celou myšlienkou Lightyear je čo najviac využiť existujúce veci a infraštruktúru." Solárne panely auta vyrába Kalifornia Slnečná sila, napríklad.

„Robíme niekoľko trikov, aby boli panely skutočne efektívne,“ hovorí, vrátane dizajnu, ktorý zaisťuje, že panely, ktoré sú v tieni alebo pokryté vtáčím trusom, nespomalia celkovú rýchlosť nabíjania.

Optimalizácia panelov, batérie a tela robí Lightyear One dvakrát tak efektívnym ako Tesla Model S. V skutočnosti tím analyzoval vplyv umiestnenia ich solárnych panelov na Model 3 Elona Muska a odhadol, že by to zvýšilo iba 3 000 míľ ročne v porovnaní s 8 000 pre Lightyear One.

"V tomto zmysle súhlasím s Elonovým komentárom," hovorí Van der Ham. "Momentálne nasadenie solárneho panelu na Model 3 nepridá až tak veľa."

Ak nemôžete čakať pár rokov na nové solárne auto, pozrite si projekt YouTuberov Bryce & Courtney, ktorí dali výpoveď a prerobili auto z roku 1988. Dodge Ram Van do karavanu so solárnymi panelmi na streche, s ktorým cestovali po USA Nemáte 165 000 dolárov, ktoré by ste mohli minúť na novú solárnu jazdu? Stačí priskrutkovať pár panelov na vrch vášho súčasného auta za približne 1 000 dolárov.

Odporúčania redaktorov

• Auto Sony Honda Afeela je vrcholom CES a ja som tu preň
• CES dnes hostí vysokorýchlostné preteky autonómnych áut. Pozrite si to tu
• Volvo predstavuje elektrický 2022 C40 Recharge s technológiou do auta poháňanou Androidom
• Automobilka potvrdila, že Apple rokuje s Hyundai o možnom aute
• Použite brzdy podľa očakávaní Apple Car, hovorí analytik