Почему на дорогах нет электромобилей на солнечных батареях?

В настоящее время трудности в производстве электроэнергии на месте и стоимость установки существенно затрудняют популяризацию солнечных электромобилей.

Электромобиль на солнечных батареях участвует в гонке World Solar Challenge. Фото: Composite World — Электромобиль на солнечных батареях участвует в гонке World Solar Challenge. Фото: *Composite World*

Электромобили на солнечных батареях действительно существуют, и лучшее место для их наблюдения — гонка World Solar Challenge, проходящая раз в два года в Австралии. Участники гонки проезжают около 3000 километров (1800 миль) от Дарвина на северном побережье Австралии до Аделаиды на южном, используя только энергию солнца. Многие автомобили, участвующие в гонке, больше похожи на автомобили из тематического парка или научно-фантастического фильма, чем на обычные автомобили. Это может объяснять, почему электромобили на солнечных батареях не стали повседневной альтернативой, по крайней мере, пока, сообщает Popular Science .

Хотя в течение дня на Землю попадает много солнечного света, он рассеивается при прохождении через атмосферу и достигает поверхности Земли на относительно небольшой высоте. В среднем, после устранения влияния разных времён года, количество энергии, излучаемой солнечным светом, составляет около 342 Вт/м², чего достаточно для работы стандартного холодильника. Автомобили бывают разных размеров, но полноразмерный американский автомобиль имеет длину около 5,5 метров и ширину 1,8 метра, то есть площадь его кузова составляет около 9-10 квадратных метров, что позволяет собирать около 3420 Вт энергии, чего достаточно для работы холодильника, посудомоечной машины и микроволновой печи.

Солнечные электростанции, обеспечивающие электроэнергией города и посёлки, используют миллионы солнечных панелей, размещённых на тысячах акров. Некоторые электростанции в пустынных районах используют массивы зеркал для концентрации солнечной энергии. Но у стандартного автомобиля недостаточно площади поверхности для сбора большого количества солнечной энергии.

Другая проблема заключается в том, что современные солнечные панели не очень эффективно преобразуют солнечный свет в электричество. Обычно их КПД составляет всего около 20%, то есть они преобразуют в электрический ток примерно пятую часть поступающей солнечной энергии. Это означает, что 3420 Вт солнечной энергии, попадающие на типичный автомобиль, оснащенный солнечными панелями, обеспечат его всего лишь около 684 Вт электроэнергии. В то же время электромобилю для движения со скоростью 100 км/ч требуется 20 000 Вт.

Автомобили, участвующие в World Solar Challenge, как правило, большие и спроектированы с учётом максимальной площади поверхности. Это позволяет им собирать как можно больше солнечного света. Для концепт-кара это приемлемо, но большинство прототипов не имеют окон или другого пространства, кроме водительского сиденья.

Другая проблема заключается в том, что география, продолжительность светового дня и погодные условия влияют на количество производимой солнечной энергии. Земля наклонена к своей оси, поэтому не все регионы получают одинаковое количество солнечного света в любой момент времени. Когда Северное полушарие наклонено к Солнцу, верхняя половина планеты получает больше солнечного света, в то время как Южное полушарие прохладнее и темнее. Когда южное полушарие наклонено к Солнцу, эти регионы получают больше солнечного света, чем верхняя половина планеты.

Экваториальные регионы получают много солнечного света круглый год, поэтому близлежащие районы, такие как Южная Калифорния или пустыня Сахара, обладают большим количеством солнечной энергии, чем районы вблизи полюсов Земли, например, Аляска. Солнечные электромобили также испытывают трудности с получением достаточного количества солнечного света в пасмурные или дождливые дни. Даже крупным солнечным электростанциям приходится учитывать периоды, когда солнце не светит. Водителям приходится ездить ночью. Чтобы солнечный электромобиль работал после наступления темноты, ему необходимо использовать избыток энергии, собранной за день, и накапливать её в аккумуляторах. Солнечные панели и аккумуляторы увеличивают вес транспортного средства, а более тяжёлые транспортные средства требуют больше электроэнергии для работы.

Исследователи работают над созданием солнечных электромобилей, более подходящих для повседневного использования. Им необходимо создать солнечные элементы, которые будут эффективнее преобразовывать солнечный свет в энергию и устанавливаться в автомобили. Также важно сделать эти системы доступными для среднестатистического покупателя.

На данный момент наиболее близким к солнечному электромобилю является электромобиль, заряжающийся дома или на зарядной станции. В зависимости от способа генерации электроэнергии, часть энергии, используемой для питания таких автомобилей, может поступать от солнечных панелей, ветряных турбин, гидроэлектростанций или других возобновляемых источников.

Ан Кханг (по версии Popsci )

Ссылка на источник