Samochody elektryczne z panelami słonecznymi: czy mają przyszłość?

Wraz z pojawieniem się samochodu elektrycznego producenci nie szczędzą rozwiązań wszelkiego rodzaju, aby zyskać kilometry zasięgu. Każdy kilometr się liczy, a panele słoneczne umieszczone na dachu to alternatywa, którą można już znaleźć w niektórych nowych modelach.

Nie idąc daleko, jak pisaliśmy w teście Hyundai Ioniq 5, elektryczny samochód koreańskiej marki oferuje jako opcję dach z panelami fotowoltaicznymi, który wykorzystuje energię słoneczną do ładowania zarówno akumulatora trakcyjnego, jak i akumulatora 12 woltów zasilającego układy pomocnicze pojazdu. Według producenta, w idealnych warunkach ten dach może odzyskać energię wystarczającą do przejechania około 5 km dziennie.

Podobną wartość podaje Toyota w przypadku paneli słonecznych, którymi może być wyposażony Prius Plug-In Hybrid. Przy mocy 180 W są w stanie wygenerować od 0,10 do 0,23 kWh. Także Tesla Cybertruck został zapowiedziany z opcjonalnym systemem paneli słonecznych.

Czy dachy słoneczne fotowoltaiczne się opłacają?

Choć zysk może wydawać się niewielki, nie jest bez znaczenia. Od pewnego poziomu, aby zyskać 5 km zasięgu w samochodzie elektrycznym, może być konieczna bardzo drastyczna zmiana aerodynamiki, co wpływa nawet na inne aspekty, takie jak komfort czy przestrzeń wewnętrzna.

A po roku mówimy o tym, że panele słoneczne mogą zapewnić około 1000 km dodatkowego zasięgu „za darmo”. Te liczby są jednak możliwe tylko wtedy, gdy samochód stoi na słońcu przez co najmniej 4–5 godzin dziennie, przez średnio około 200 dni w roku. Innymi słowy: zysk, jaki dają panele słoneczne na dachu, to około 1 km zasięgu elektrycznego dziennie za każdą godzinę, w której samochód stoi zaparkowany na słońcu.

Inny samochód, który „chwali się” ładowaniem od słońca, rewolucyjny Lightyear One, znacznie zwiększa tę wartość i zapewnia około 12 km dodatkowego zasięgu za każdą godzinę jazdy w świetle słonecznym, dzięki 5 metrom kwadratowym paneli słonecznych.

Mimo to jasne jest, że zwrot kosztów za element taki jak dach z panelami słonecznymi, jeśli pojazd nie ma ich jako wyposażenia seryjnego, jest bardzo trudny. Jednak w krótkiej perspektywie zobaczymy, jak wiele marek oferuje tę technologię seryjnie, aby poprawić zasięg swoich samochodów elektrycznych.

Mercedes-Benz na przykład już zapowiedział prototyp Vision EQXX, zaprezentowany na CES w Las Vegas w 2022 roku, wyposażony w ten system, którego planuje oferować w swoich nowych samochodach elektrycznych od 2024 roku jako seryjny dach fotowoltaiczny, który zapewni około 25 km dodatkowego zasięgu podczas podróży na dłuższym dystansie.

Dlaczego nie ma więcej samochodów słonecznych?

Tego, co nie wydaje się możliwe w krótkiej lub średniej perspektywie, jest to, że będziemy mieli samochody słoneczne zdolne do jazdy wyłącznie na energii, jaką ich panele fotowoltaiczne są w stanie wytworzyć ze światła słonecznego. Choćby moc tych paneli miała w przyszłości wzrosnąć, bardzo trudno będzie im wytwarzać energię elektryczną wystarczającą do zaspokojenia potrzeb akumulatora trakcyjnego pojazdu.

Główną trudnością w projektowaniu samochodu słonecznego jest sprawność konwersji energii paneli słonecznych, które obecnie mają wydajność na poziomie około 20%. W obecnym stanie technologii potrzebowałoby się bardzo dużo czasu, aby samochód stojący na słońcu zgromadził wystarczającą ilość energii… nawet przy założeniu, że panele słoneczne zostałyby rozszerzone na inne części nadwozia.

Przykładem w tym zakresie jest Sion firmy Sono Motors, przedsiębiorstwa specjalizującego się w zastosowaniu paneli fotowoltaicznych w motoryzacji, z interesującymi projektami także dla ciężarówek i autobusów. W przypadku Siona, który jest reklamowany jako „samochód elektryczny o zasięgu 305 km, który ładuje się światłem słonecznym”, w rzeczywistości jest to samochód elektryczny z akumulatorem ładowanym z gniazdka elektrycznego, który dzięki panelom słonecznym zamontowanym na dachu, po bokach nadwozia, na masce i klapie bagażnika może zyskać dodatkowe około 112 km zasięgu tygodniowo, a łącznie posiada 248 ogniw słonecznych.

To około 15 km dziennie; oznacza to, że w najlepszym razie można by przejechać najwyżej tę odległość na energii odzyskanej wyłącznie przez zaparkowanie samochodu na słońcu, bez konieczności podłączania go do ładowarki.

Z drugiej strony jest kwestia ceny. Obecnie wspomniany Lightyear One, który może być jednym z samochodów z panelami słonecznymi o największym zasięgu, gdy chodzi o pokonywanie kilometrów na energii słonecznej, kosztuje dwukrotnie więcej niż Tesla Model S.

Na koniec trzeba pamiętać, że aby znacząco zwiększyć efektywność samochodu słonecznego, trzeba rozszerzyć zastosowanie ogniw słonecznych poza dach, co wiąże się z problemami projektowymi: dopasowaniem materiału do kształtów nadwozia, masą, wytrzymałością, podatnością na uszkodzenia w razie uderzenia…