Почему бы нам не заправить автомобили солнечной энергией?

Солнечные панели требуют значительных площадей для выработки значительной мощности; они также дороги, и с эффективностью 46%, они не самый популярный выбор для заправки автомобиля.

Человеческий девиз прост: «Если работает, не трогай».

Когда мы поняли, что уголь на Земле, который отвечает примерно за 70% наших энергетических потребностей, вероятно, иссякнет, мы решили найти замену. Конечно, у нас есть дизельное топливо, бензин и природный газ, но это тоже со временем будет исчерпано.

Последние два десятилетия люди пытаются использовать возобновляемые источники энергии в качестве наших основных поставщиков энергии. Солнце доступно почти повсюду на Земле и в настоящее время является одним из наиболее привлекательных вариантов для производства энергии. Удивительно, что мы знали о солнечной энергии на протяжении тысячелетий, но до недавнего времени не могли использовать солнечную энергию. Есть и другие источники энергии, такие как энергия ветра и приливов, но чтобы использовать их, необходимо разработать более конкретные места.

Как мы впервые узнали о солнечной энергии?

Ян Ингенхауз, голландский физик, был первым, кто открыл фотосинтез в растениях. Он пришел к выводу, что растения имели хлорофилл, который поглощал солнечный свет и использовал эту световую энергию вместе с атмосферным СО 2 для приготовления сахара и воды. Это было в далеком 1730 году. Поскольку клетки человека не содержат хлорофилла, мы не можем сами готовить себе пищу.

В 1839 году французский ученый Эдмонд Беккерель (отец Анри Беккереля, первого человека, наблюдавшего радиоактивность) заметил, что некоторые материалы производят электричество при воздействии света. Его открытие было «реализовано» спустя почти 100 лет, когда Рассел Ол сделал первый солнечный элемент в 1941 году. Первоначально солнечный элемент имел очень низкую эффективность и не считался жизнеспособным источником выработки электроэнергии. В настоящее время наиболее эффективный солнечный модуль преобразует около 21,5% поступающей солнечной энергии в электричество.

Потенциал солнечной энергии

Сбор солнечной энергии все еще находится на ранней стадии развития. Нам еще многое предстоит узнать и поэкспериментировать в этой области, но этот природный источник обладает огромным потенциалом. Солнце поражает нас почти 173 000 тераваттами энергии в любой момент, что почти в 10 000 раз превышает энергопотребление Земли!

Несмотря на все эти потери, если бы один час солнечной радиации можно было полностью использовать, этого было бы достаточно для питания всего мира на целый год!

Если есть такой большой потенциал, почему бы нам не использовать его?

Ученые всего мира очень взволнованы перспективой использования этой энергии, и было разработано множество технологии, работающих на электричестве, чтобы они могли работать на солнечных панелях.

Люди пытались использовать солнечную энергию для питания лампочек, часов, мобильных зарядных устройств и множества других продуктов, но ни один из них не был настолько успешным, чтобы его можно было коммерциализировать и широко заменить существующие продукты. По сути, сколько бы мы ни хотели включить этот источник энергии в нашу повседневную жизнь, существуют ограничения для его использования.

В последнее время, с появлением электромобилей, идея получить энергию от солнечной энергии также получила импульс. Во-первых, электромобили, даже если они работают на электричестве и не используют ископаемое топливо, все еще НЕ ЗЕЛЕНЫЕ! Люди страдают от неправильного представления о том, что не использовать ископаемое топливо означает “зеленый”, что является своего рода абсурдом, учитывая, что электричество, которое мы используем, генерируется за счет сжигания того же самого топлива! Так что технически … не зеленый.

Тем не менее, что если бы в вашем автомобиле были солнечные батареи, которые могли бы заряжать его? Теперь это действительно будет зеленая машина!

Модель Tesla 3 должна была иметь крышу с солнечной панелью, а Karma Revero также утверждает, что имеет солнечную крышу, которая должна питать автомобиль, а не электричество.

Даже с солнечными элементами с наивысшей эффективностью, которые превышают 46%, все еще есть некоторые сомнения в том, что солнечная крыша может обеспечить все основные функции автомобиля.

Что мешает нам использовать солнечную энергию?

Эффективность используемых в настоящее время солнечных панелей зависит от соответствия различным критериям, включая следующие:

• Тип солнечных панелей. Существует три основных типа панелей, из которых монокристаллические солнечные панели являются наиболее эффективными, затем идут поликристаллические панели, а тонкопленочные панели наименее эффективны. В зависимости от типа используемых солнечных батарей количество вырабатываемой электроэнергии будет значительно различаться.
• Площадь – Солнечные панели занимают большую площадь. Площадь в 1 кв метр может генерировать приблизительно 50 Вт мощности в идеальных условиях. Среднестатистический автомобиль имеет площадь 10-25 кв. Футов на крыше, которая может генерировать от 50 до 150 Вт. Этой мощности едва ли достаточно для освещения лампочки!
• Температура – умеренная солнечная температура идеальна, так как чрезвычайно высокие температуры могут снизить эффективность солнечных батарей. Что люди делают зимой или когда идет дождь? Автомобили должны работать в любых погодных условиях, поэтому, если солнечная панель ограничивает функциональность автомобиля, она становится практически бесполезной.
• Тень – Тень, падающий на солнечные панели, снижает его эффективность и может снизить эффективность всей солнечной системы. Там должно быть затенено, когда автомобиль припаркован или когда он помещен в гараж, потому что наша нынешняя инфраструктура и культурные нормы не разработаны с учетом солнечных автомобилей.
• Время жизни – фотоэлементы не являются постоянными. Они ухудшаются со скоростью 0,5% после первого года использования. Что произойдет, если солнечные элементы со временем разлагаются? Как может быть достигнут параметр производительности?
• Стоимость. Что еще более важно, стоимость панелей и НИОКР, необходимых для питания электроники с использованием солнечной энергии, перевешивает преимущества, которые предоставляют солнечные панели.

Большинство современных автомобилей с солнечными крышами используют солнечную энергию для питания нескольких основных функций автомобиля. Чтобы транспортное средство получало заряд от солнечных батарей, который проедет 500 км, вам придется подождать примерно 90 часов, что является безумным количеством времени!

Хотя еще есть время, прежде чем мы сможем вести автомобили, полностью работающие на солнечной энергии, есть несколько альтернатив, таких как солнечные электростанции, которые разрабатываются для того, чтобы уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива для производства электроэнергии.

Генерировать электричество из солнечных батарей – непростая задача. Учитывая эффективность панелей, для питания автомобилей или бытового электричества нам потребуются панели, которые гораздо более эффективны, но мы просто еще не пришли.

Хотя есть некоторые проблемы дизайна, которые мешают нам использовать солнечные крыши на автомобилях, существует также стоимость панелей в сочетании со сложностью электроники, которая может потребоваться автомобилям. Транспорт на солнечной энергии, безусловно, будущее, но не ближайшее будущее. Поскольку стоимость солнечных панелей продолжает падать, а их эффективность увеличивается, все станет выглядеть намного “ярче” для этого альтернативного и устойчивого варианта!