Güneş Enerjili Bir Banliyö Arabası Yapmak İçin Işık Hızı Yarışının İçinde

Bridgestone World Solar Challenge, lastik eriten, gaz yakan tipik araba yarışı değil. Bir asfalt ovalin etrafında gaz kelebeğiyle yapılan bir dönüş yerine, Avustralya Outback'te çevreye duyarlı bir dayanıklılık testi.

Dört gün boyunca deneysel Franken makineleri, öncelikle güneş enerjisi kullanarak Darwin'den Adelaide'ye 3200 kilometre yol kat ediyor. Araçların çoğu sivri uçlu Formula 1 yarışçılarına benzemiyor. Güneş ışınları üzerinde çalışacak şekilde tasarlanan araçların bazıları Mars'ta kullanıma hazır uçan araçlara, diğerleri ise dört tekerleği takılı güneş enerjili Pop Tart'lara benziyor.

Birkaç yıl önce, Dünya Güneş Enerjisi Yarışmasını kazanan otomotiv merakları, ara sıra Twitter akışınızda parıldayan harika bir hikayeydi. Lightyear One gibi güneş enerjisiyle çalışan araçların trafiğe çıkmasıyla birlikte

Sonolar Motors' Sion'un yanı sıra Toyota ve Kia gibi köklü oyuncuların panel entegrasyonlarını test etmesiyle dünyanın en büyük güneş enerjili otomobil şirketi olma yolunda yeni bir yarış başladı.

Sunray ile çalışan sedanlarda da pek çok şüpheci ve karşı çıkan var. Üniversitenin Araç Elektrifikasyon Grubu direktörü Carnegie Mellon profesörü Jeremy Michalek, güneş panellerinin bir masraflı mil kazanmanın yolu. Elektrik savaşçısı Elon Musk alay ediyor kavram: "Güneşi yerleştirmenin en az verimli yeri arabanın üzeridir."

Bir otomobilin mimarisini yeniden düşünmek

Arjo van der Ham, Hollanda'daki Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği öğrencisiydi. okulun sürat pateni kulübü Lex Hoefsloot, World Solar'da bir arabaya binmek için kurduğu takıma katılmak üzere buluşmak istedi Meydan okumak. Van der Ham yüksek lisans derecesine odaklanmıştı ve projeye karşı temkinliydi. Ancak ilk toplantıda mühendis arkadaşları önerilen araç için şemalar çizmeye başladılar ve o gece eve geldiğinde genç adam büyülenmişti.

2012'nin sonundan 2013'ün başına kadar Hollanda üniversitesinden 20 öğrenci, neredeyse uzay çağındaki dondurmalı sandviçe benzeyen düz bir araç tasarlayıp üretti. Ekim yarışında Eindhoven takımı Galler ve Almanya'nın ardından üçüncü oldu. Ancak kruvazör sınıfı kategorisinde jüri, tasarımı ve kullanışlılığı dikkate aldı ve daha sonra Eindhoven'ı genel kazanan ilan etti.

Hoefsloot daha da büyük bir ödül için casusluk yaptı ve van der Ham'ın baş teknoloji sorumlusu olduğu Lightyear güneş enerjisi şirketini kurdu. Yedi yıl sonra ekip, öğrendiklerini dondurmalı sandviçten ziyade bir hızlı trenin şık ön cephesine benzeyen bir prototipe dönüştürdü. 2021'in sonunda piyasaya çıktığında muhtemelen yaklaşık 165.000 dolara mal olacak. şimdi bir tane rezerve et iade edilebilir 4.000 $'ı düşürerek). Birkaç yıl sonra daha uygun fiyatlı “Tesla Model 3” tarzı bir versiyon gelecek. Lightyear, işleri yoluna koymak için 30 milyon dolar topladı, 120 ön sipariş aldı ve demo arabasını Las Vegas'taki CES'ten Davos, İsviçre'deki Dünya Ekonomik Forumu'na kadar sergiledi.

Peki Lightyear One araba ekibinin arkasındaki ekip, güneş enerjisiyle çalışan motorlar hakkında Musk'ın bilmediği ne biliyor? "Eğer Elon bugün bu kararı tekrar düşünseydi ve arabasının mimarisini sıfırdan inşa etme fırsatına sahip olsaydı Van der, [Tesla'nın ilk modellerinin tasarlandığı yıl olan] 2004 yılı yerine bugün farklı bir sonuca varacaktı. Jambon. "Güneş enerjisiyle çalışan araba Lightyear için çalışıyor çünkü mimariyi sıfırdan yapıyoruz."

Lightyear'ın en önemli yeniliklerinin çoğu, güneş panellerini takmadan ve pilleri takmadan önce gerçekleşir. Lightyear One beş kişilik oturma kapasitesine sahip olmasına rağmen 2.500 poundluk ince bir boş ağırlığa sahip. Bir Prius, teraziyi 3,375 lbs olarak gösteriyor. Tesla Model 3, 3.500 ile 4.100 arasında gelir.

Lightyear One'ın diğer arabalara göre sahip olduğu ağırlık avantajı hakkında van der Ham, "Gerçekten, gerçekten, gerçekten ilk önce temellere bakmalısınız" diye açıklıyor. “En büyük farkı yaratacağınız yer burası; mimaride. Teknolojinin ayrıntılarında değil.”

Yeni Testleri ve Eski Hileleri Öne Çıkarma

Büyük ve küçük diğer şirketler bir süredir güneş enerjisiyle uğraşıyorlar. Toyota, 2010'dan 2015'e kadar Amerika'da Prius için deri koltuklar ve uzaktan kumandalı klimayı da içeren isteğe bağlı lüks paketin bir parçası olarak güneş enerjili çatı sundu. O yıllarda yaklaşık 95.000 ABD'li müşteri isteğe bağlı paketi satın aldı. Aralık 2019'dan bu yana şirket ayrıca Japonya ve Avrupa'da çatısında güneş panelleri bulunan yeni Prius PHV'den 4.500 adet sattı. 160 watt üretiyor - yardımcı güce yardımcı olmak için yeterli ancak arabayı önemli kilometreler boyunca hareket ettirmeye yetmiyor (bu seçenek şu anda piyasada mevcut değil) BİZ.).

Toyota yakın zamanda bir Prius prototipi 860 watt üretebilen, yüksek verimliliğe sahip, Sharp yapımı güneş pili hücreleriyle, bu da araca günde 25 kilometreden fazla güç sağlamaya yetecek kadar güç sağlıyor. Yeni versiyon aynı zamanda hücre kapsamını sadece tavandan kaputa, arka bagaj kapısına ve bagaj spoylerine kadar genişletiyor. Toyota, testler hakkında çok fazla gürültü çıkarırken, inceleme süresi Şubat 2020'ye kadar uzadı ve daha çevre dostu modelin piyasaya sürülmesi konusunda kesin bir plan yoktu. Japon şirketi, araca güç sağlamak için yeterli güneş paneline sahip bir elektrikli araç veya hibrit ile ileriye giderse, hibrit pazar payı ona zaten herhangi bir girişime göre büyük bir avantaj sağlıyor. Toyota, sınırlı kapasiteye sahip olanlar da dahil olmak üzere, güneş enerjisi araçlarının pazarlanması açısından herhangi bir otomobil şirketi arasında tartışmasız en fazla deneyime sahiptir.

Kia/Hyundai, Sonata ve Optima hibrit modellerinde isteğe bağlı güneş enerjili çatılar (yaklaşık 1.000 $ karşılığında) satıyor Kore'de. Şirketin yükseltmeyi yurt dışı pazarlarda sunmayı planlıyor ancak temsilciler ayrıntıları açıklamayacak. Optimum koşullarda, tavanlar araçlara yılda yaklaşık 800 mil daha fazla yol katetmektedir.

Van der Ham, Sonata'nın güneş enerjili çatısının, Işıkyılı'ndaki entegrasyonla karşılaştırıldığında göstermelik bir çaba olduğuna işaret ediyor San gibi sisli bir kasabada bile güneş pillerinden yılda 8.300 mil faydalanacağını vaat ettiği bir tanesi Francisco. Lightyear'ın avantajının büyük bir kısmı, karbon fiber kompozitten yapılmış gövde ağırlığına dayanıyor ve alüminyumdan oluşan Sonata gibi daha geleneksel bir arabaya karşı (yüksek mukavemetli, nispeten hafif çelik, ancak Hala).

Sono Motorlar

Alman Sono Motors, güneş enerjisiyle çalışan Sion'unun ağırlığını düşük tutmak için hafif bir alüminyum çerçeve kullanıyor. Lightyear, çevreye duyarlı alfalar için sportif bir araçsa, Sion da akıllı, güneşe tapan betalar için uygun fiyatlı bir alternatiftir. Kutulu siyah hatchback, eğimli bir ön kısma ve Honda Fit'i anımsatan hatchback'e sahip ve yalnızca tek renkte, siyah olarak geliyor. Araçtaki pek çok özellik gibi bu seçime de projeyi finanse eden topluluk karar verdi.

10.000'den fazla kişi, 28.000 $'lık satın alma fiyatına karşılık 550 $'lık iade edilebilir bir ödeme yaparak Sion'un ön siparişini verdi. Teslimatın 2022'nin başlarında yapılması planlanıyor. Bu, öğrenciyken projeye başlayan ve henüz resmi bir prototip bile oluşturmamış kuruculara büyük bir inanç. Etrafta gezdikleri araç, güneş panellerinin yerini gizlemek için çok az şey yapıyor ve hatta bir BMW direksiyon kolonuna sahip (daha sonra özel bir direksiyon kolonuyla değiştirilecek). Seri üretim otomobilin önden çekişli mi yoksa arkadan çekişli mi olacağı gibi diğer kararlar henüz kesinleşmedi. Gelişime yönelik bu açık yaklaşım son zamanlarda Sono'ya yardımcı oldu Kitlesel fonlamayla 55 milyon dolar prototiplerin oluşturulmasına ve arabanın pazara sunulmasına yardımcı olmak.

Sono, güneş enerjisinin Sion'u günde 10 mil hareket ettireceğinin sözünü veriyor; bu çok fazla görünmeyebilir, ancak bir şirket temsilcisi, bunun tipik bir Alman işe gidip gelen kişinin bir günde kullandığı mesafeye yakın olduğunu söylüyor. Pil depolaması 200 ila 250 mil menzile kadar şarj edilebilecek. Diğer pratik özellikler arasında ön ve arka koltukları aşağıya indirerek 2,5 metrelik kabin depolama alanı ve bir bölüm oluşturma yeteneği yer alıyor. Kullanıcıların ev aletlerini takabileceği ön tampondaki şarj portunda (kamp yaparken bir smoothie hazırlamanız gerekirse diye).

Güneş enerjili araba yapmak kolay ya da ucuz değil

Güneş enerjisiyle çalışan araba dünyasında Amerikan yaratıcılığının eksik olduğu görülüyorsa, bu tamamen doğru değil. Ford, C-MAX Solar Energi Konsept otomobilini 2014 yılında CES'te tanıttı ancak o zamandan bu yana pek fazla haber duyulmadı. Michigan Üniversitesi, birçok ulusal yarışmayı kazanmış ve 2019 Bridgestone World Solar Challenge'da üçüncü olmuş, dünyanın en iyi güneş enerjisiyle çalışan araba yarışı takımlarından birine sahiptir.

Michigan yarış ekibinin fakülte danışmanı Profesör Neil Dasgupta, güneş enerjisi ve pillere odaklanan bir araştırma laboratuvarı işletiyor ve güneş enerjisiyle çalışan araba şirketlerinin muhtemelen birçok ödünleşimle boğuşacağını söylüyor.

Yeni başlayanlar için güneş enerjisiyle çalışan bir araba yapmak ucuz değil. Elbette fotovoltaik hücreler ve piller var. Ayrıca Lightyear ve Michigan Üniversitesi'nin arabalarının ağırlığını azaltmak için kullandığı karbon fiber kompozit gövde var. Dasgupta, karbon fiber kompozitin her poundunun oldukça yüksek bir maliyete sahip olduğunu açıklıyor. İyi haber şu ki, nispeten hafif olan malzeme etkileyici derecede güvenli olabilir.

Profesör, "Yarış arabası sürücüleri saatte 160 kilometre hızla giden kazalardan kurtuluyor" diyor. "Bu arabalar kısmen karbon fiber kompozitten yapılmış. Aslında çelik tabanlı arabalardan daha güvenli olabilirler. Birçok otomobil üreticisi bu alandaki potansiyeli görüyor malzemenin gövdelerini oluşturuyoruz, ancak maliyeti düşürmek için daha fazla araştırma ve geliştirme yapılması gerekiyor. Güneş pilleri, son derece verimli piller ve karbon fiber kompozit gövdelerle güneş enerjisiyle çalışan arabalar üreten bir girişimin hâlâ kârlı olması gerekiyor.

Dasgupta, "Üretim maliyetlerini makul bir seviyeye indirip getiremeyecekleri, yeni kurulan bir şirketin başarısını veya başarısızlığını belirleyecektir" diye belirtiyor. Mevcut teknoloji göz önüne alındığında, herhangi bir zamanda çok fazla güneş enerjisiyle çalışan kamyonet veya SUV beklemiyor. yakında, paneller için fazladan alan genellikle daha ağır bir araca uzun süre güç sağlamak için yeterli olmadığından mesafeler. Yeni modelde sunulan güneş enerjili çatı Fisker SUVörneğin araca yılda yalnızca 1.000 mil katar.

Sion, halihazırda piyasada bulunan bazı araba parçalarını kullanarak maliyetleri düşük tutmaya çalışıyor. Şirket ayrıca otomobil montaj hattını yeniden düşünerek üretim sırasında aşırı enerji kullanımını sınırlamaya çalışıyor. Örneğin, enerji ve üretim maliyetlerinden tasarruf etmek için gövde panelleri boyanmak yerine renklendirilecek.

Dersler öğrenildi

Van der Ham, Tesla'nın büyümesini izlemekten öğrendiği derslerden birinin şirket içinde çok fazla şey yapmaya çalışmamanın önemi olduğunu söylüyor.

"Biz bir ortaklık şirketiyiz" diye açıklıyor. "Lightyear'ın arkasındaki fikir, mevcut malzemeleri ve altyapıyı mümkün olduğunca kullanmaktır." Otomobilin güneş panelleri Kaliforniya'da üretiliyor Güneş enerjisi, Örneğin.

Gölgede kalan veya kuş pisliğiyle kaplı panellerin genel şarj hızını yavaşlatmamasını sağlayan bir tasarım da dahil olmak üzere, "Panelleri gerçekten verimli hale getirmek için bazı hileler yapıyoruz" diyor.

Panellerin, pilin ve gövdenin optimizasyonu Lightyear One'ı Tesla Model S'den iki kat daha verimli hale getiriyor. Aslında ekip, güneş panellerini Elon Musk'un Model 3'üne yerleştirmenin etkisini analiz etti ve bunun Lightyear One için 8.000'e karşılık yılda yalnızca 3.000 mil ekleyeceğini hesapladı.

Van der Ham, "Bu anlamda Elon'un yorumuna katılıyorum" diyor. "Şu anda Model 3'e bir güneş paneli koymak çok fazla bir şey katmıyor."

Yeni bir güneş enerjili araba için birkaç yıl bekleyemiyorsanız, işlerini bırakıp 1988 model bir arabaya dönüştüren YouTuber Bryce & Courtney'nin projesine göz atın. Dodge Ram Van ABD'yi dolaştıkları çatısında güneş panelleri olan bir kampçıya bindiler. Yeni bir güneş enerjisi yolculuğu için harcayacak 165.000 dolarınız yok mu? Mevcut arabanızın üstüne birkaç paneli yaklaşık 1000 $ karşılığında vidalamanız yeterli.

Editörlerin Önerileri

• Sony Honda Afeela arabası CES'in zirvesinde ve ben de bunun için buradayım
• CES bugün yüksek hızlı otonom araba yarışına ev sahipliği yapıyor. Burada izle
• Volvo, Android destekli araç içi teknolojiye sahip elektrikli 2022 C40 Recharge'ı tanıtıyor
• Otomobil üreticisi, Apple'ın Hyundai ile olası bir otomobil için görüştüğünü doğruladı
• Analist, Apple Car beklentilerine fren uygulayın diyor