Электромобили с солнечными панелями: есть ли у них будущее?

С появлением электромобиля производители не скупятся на всевозможные решения, чтобы получить дополнительные километры запаса хода. Каждый километр на счету, и солнечные панели на крыше — альтернатива, которую уже можно встретить в некоторых новых моделях.

Далеко ходить не надо: как мы рассказывали в тест-драйве Hyundai Ioniq 5, электромобиль корейской марки предлагается с опцией крыши с фотоэлектрическими панелями, которая использует энергию солнца для зарядки как тяговой батареи, так и 12-вольтовой батареи для вспомогательных систем автомобиля. По данным производителя, в идеальных условиях такая крыша может восстановить энергию для проезда примерно 5 км в день.

Схожую цифру называет Toyota для панелей солнечной батареи, с которыми Prius Plug-In Hybrid может достичь Prius Plug-In Hybrid. Мощностью 180 Вт они способны вырабатывать от 0,10 до 0,23 кВт·ч. Tesla Cybertruck также был анонсирован с системой солнечных панелей в качестве опции.

Стоят ли фотоэлектрические солнечные крыши своих денег?

Прирост может показаться небольшим, но он всё же значим. Начиная с определённого уровня, чтобы получить 5 км дополнительного запаса хода у электромобиля, может потребоваться очень серьёзное изменение аэродинамики, что может повлиять даже на другие аспекты, например на комфорт или внутреннее пространство.

А за год речь идёт о том, что солнечные панели могут обеспечить примерно 1000 км дополнительного запаса хода «бесплатно». Правда, эти цифры возможны только если автомобиль в среднем от 4 до 5 часов в день находится на солнце примерно 200 дней в году. Иными словами: прирост, который дают солнечные панели на крыше, составляет около 1 км электрического запаса хода в день за каждый час, что автомобиль простоял на солнце.

Другой автомобиль, который «хвастается» зарядкой от солнца, революционный Lightyear One, значительно увеличивает эту цифру и добавляет около 12 км запаса хода за каждый час движения под солнечным светом благодаря своим 5 квадратным метрам солнечных панелей.

Но даже так очевидно, что окупить такой элемент, как солнечная панельная крыша, если она не входит в комплектацию серийно, очень сложно. Однако в ближайшей перспективе мы увидим, как многие марки будут предлагать эту технологию серийно, чтобы повысить запас хода своих электромобилей.

Mercedes-Benz, например, уже анонсировал с прототипом Vision EQXX, представленным на CES в Лас-Вегасе в 2022 году и оснащённым этой системой, что планирует предлагать в своих новых электромобилях с 2024 года солнечную крышу в качестве стандартной опции, которая добавит около 25 км дополнительного запаса хода во время поездки на большое расстояние.

Почему солнечных автомобилей пока немного?

Похоже, что в краткосрочной или среднесрочной перспективе невозможно, чтобы мы имели солнечные автомобили, способные работать только на энергии, которую их фотоэлектрические панели смогут вырабатывать от солнечного света. Сколько бы ни росла мощность этих панелей в будущем, очень сложно, чтобы они стали вырабатывать электроэнергию, достаточную для удовлетворения потребностей тяговой батареи автомобиля.

Главная трудность при создании солнечного автомобиля связана с коэффициентом преобразования энергии солнечных панелей, который в настоящее время составляет около 20%. В нынешнем состоянии потребовалось бы очень много времени, пока автомобиль стоит на солнце, чтобы получить достаточное количество энергии… даже при условии, что использование солнечных панелей распространилось бы и на другие части кузова.

Примером в этом отношении служит Sion компании Sono Motors, специализирующейся на применении фотоэлектрических панелей в автомобилестроении, с интересными проектами также для грузовиков и автобусов. В случае Sion, который анонсируется как «электромобиль с запасом хода 305 км, заряжаемый солнечным светом», на самом деле это электромобиль с батареей, заряжаемой от электрической розетки, который может получить дополнительный запас хода около 112 км в неделю благодаря солнечным панелям, установленным на крыше, боковинах кузова, капоте и задней двери, всего 248 солнечных элементов.

Это примерно 15 км в день; а значит, в лучшем случае с энергией, полученной исключительно от стоянки автомобиля на солнце и без необходимости подключения к розетке, можно проехать не более этого расстояния.

С другой стороны, есть и фактор цены. Сейчас упомянутый Lightyear One, который может быть одним из солнечных автомобилей с самым большим запасом хода, когда речь идёт о проезде километров на энергии солнца, стоит вдвое дороже, чем Tesla Model S.

И наконец, следует учитывать, что если мы хотим увеличить эффективность солнечного автомобиля, нужно распространить применение солнечных элементов за пределы крыши, что влечёт за собой проблемы конструкции, связанные с адаптацией материала к формам кузова, весом, прочностью, уязвимостью при ударе…