Elektrische auto's met zonnepanelen: hebben ze toekomst?

Met de komst van de elektrische auto laten fabrikanten geen middel onbenut om kilometers actieradius te winnen. Elke kilometer telt, en de zonnepanelen op het dak zijn een alternatief dat we inmiddels bij sommige nieuwe modellen aantreffen.

Om maar een voorbeeld te noemen: zoals we jullie vertelden in de test van de Hyundai Ioniq 5, biedt de elektrische auto van het Koreaanse merk optioneel een dak met fotovoltaïsche zonnepanelen dat de zonne-energie benut om zowel de tractiebatterij als de 12-voltbatterij voor de hulpsystemen van het voertuig op te laden. Volgens de fabrikant kan dit dak onder ideale omstandigheden zoveel energie terugwinnen dat er ongeveer 5 km per dag mee gereden kan worden.

Een vergelijkbare cijfer kondigt Toyota aan voor de zonnepanelen waarmee de Prius Plug-In Hybrid kan worden uitgerust Prius Plug-In Hybrid. Met een vermogen van 180 W kunnen ze tussen 0,10 en 0,23 kWh opwekken. De Tesla Cybertruck werd ook aangekondigd met een zonnepanelensysteem als optie.

Zijn zonnedaken de moeite waard?

Hoewel de winst klein lijkt, is ze niet onbelangrijk. Vanaf een bepaald niveau kan het voor 5 km extra actieradius in een elektrische auto nodig zijn om de aerodynamica drastisch aan te passen, wat ook andere aspecten zoals comfort of ruimte in het interieur kan beïnvloeden.

En na een jaar hebben we het over zonnepanelen die ongeveer 1.000 km extra actieradius ‘gratis’ kunnen opleveren. Deze cijfers zijn echter alleen haalbaar als de auto gemiddeld zo’n 200 dagen per jaar dagelijks tussen 4 en 5 uur in de zon staat. Met andere woorden: de winst die de zonnepanelen op het dak opleveren, komt neer op ongeveer 1 km elektrische actieradius per dag voor elk uur dat de auto in de zon geparkeerd staat.

Een andere auto die ‘pronkt’ met opladen op de zon, de revolutionaire Lightyear One, verhoogt dit cijfer aanzienlijk en levert ongeveer 12 km extra actieradius per uur rijden in het zonlicht, dankzij zijn 5 vierkante meter zonnepanelen.

Maar hoe dan ook is duidelijk dat het moeilijk is om een onderdeel als een zonnedak terug te verdienen, als het voertuig dat niet standaard heeft. Op korte termijn zullen veel merken deze technologie echter standaard aanbieden om de actieradius van hun elektrische auto’s te verbeteren.

Mercedes-Benz kondigde bijvoorbeeld al aan met het prototype Vision EQXX, dat op de CES in Las Vegas van 2022 werd gepresenteerd en met dit systeem is uitgerust. Het merk is van plan vanaf 2024 in zijn nieuwe elektrische auto’s standaard een fotovoltaïsch dak aan te bieden, dat tijdens een rit over lange afstand zo’n 25 km extra actieradius zal opleveren.

Waarom zijn er niet meer zonne-auto’s?

Wat op korte of middellange termijn niet realistisch lijkt, is dat we zonne-auto’s krijgen die uitsluitend kunnen rijden op de energie die hun fotovoltaïsche panelen uit het zonlicht kunnen opwekken. Hoe groot het vermogen van deze panelen in de toekomst ook wordt, het is zeer moeilijk om ze voldoende energie te laten opwekken om aan de vraag van de tractiebatterij van het voertuig te voldoen.

De belangrijkste moeilijkheid bij het ontwerpen van een zonne-auto hangt samen met het energieomzettingsrendement van zonnepanelen, dat momenteel rond de 20% ligt. In de huidige staat zou je lang in de zon geparkeerd moeten staan om voldoende energie te verzamelen… zelfs als de zonnepanelen ook op andere delen van de carrosserie zouden worden aangebracht.

Een voorbeeld hiervan is de Sion van Sonomotors, een bedrijf dat gespecialiseerd is in de toepassing van fotovoltaïsche panelen in de automobielsector en ook interessante projecten heeft voor vrachtwagens en bussen. De Sion wordt aangekondigd als “een elektrische auto met een actieradius van 305 km die wordt opgeladen met zonlicht”, maar in werkelijkheid is het een elektrische auto met een batterij die via een stopcontact wordt opgeladen en die dankzij de zonnepanelen op het dak, op de zijkanten van de carrosserie, op de motorkap en op de achterklep zo’n 112 km extra actieradius per week kan toevoegen. Het totaal bedraagt 248 zonnecellen.

Dat komt neer op ongeveer 15 km per dag; in het beste geval zou je dus maximaal die afstand kunnen rijden met de energie die uitsluitend door de auto in de zon te parkeren wordt teruggewonnen, zonder hem aan de stekker te hoeven hangen.

Daarnaast speelt ook de prijs een rol. Momenteel kost de eerder genoemde Lightyear One, die een van de zonne-auto’s met het grootste bereik kan zijn als het gaat om kilometers afleggen op zonne-energie, twee keer zoveel als een Tesla Model S.

Ten slotte moet worden bedacht dat als we het rendement van een zonne-auto willen vergroten, de zonnecellen verder dan het dak moeten worden toegepast, met de ontwerpproblemen die dat met zich meebrengt op het gebied van de aanpasbaarheid van het materiaal aan de vormen van de carrosserie, gewicht, weerstand en kwetsbaarheid bij een botsing…