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Jul 11, 2023

Warum hat nicht jedes Elektroauto Sonnenkollektoren?

Das große transparente Dach des Prius kehrt zurück, und die Option mit Solarpaneelen wird es auch tun

Das große transparente Dach des Prius kehrt zurück, und die Solarpanel-Option lädt jetzt auch die ... [+] Hauptbatterie auf.

Es scheint eine völlige Selbstverständlichkeit zu sein: Wärme und Licht aus dem zuverlässigen Alltag der Sonne strömen auf uns herab, und die Solarpanel-Technologie wandelt seit Jahrzehnten Lichtenergie in Strom um, warum ist also nicht jedes Elektroauto auf der Straße mit einem Top ausgestattet? Eine Art Solarstrom-Sammelgerät, um diesen kostenlosen Saft aufzufangen, anstatt von den Besitzern zu verlangen, sie an ein zunehmend belastetes Stromnetz anzuschließen? Kosten? Verschwörung? Beide? Vielleicht einige der ersteren, aber der wahre Grund: Wissenschaft.

Der Hauptgrund ist mangels eines besseren Begriffs: Anbaufläche – oder das Fehlen davon. Ohne auf die technischen Details einzugehen: Es gibt einfach nicht genug Platz für ein ausreichend großes Solarkollektorsystem (oft als „Array“ bezeichnet) auf dem Dach von Autos, um einen sinnvollen Beitrag zum Ladebedarf der Batterie zu leisten. Wenn dies der Fall wäre, würde wahrscheinlich jeder Elektrofahrzeughersteller auf der Welt in jedes verkaufte Auto ein Array einbauen (oder es als Option anbieten).

Dem Team von Toyota ist es gelungen, den Stil des Wagens zu schärfen und gleichzeitig den Platz im Innenraum beizubehalten und ... [+] einige Rückbesinnungen auf die älteren Modelle.

Das könnte sich jedoch bald ändern – wiederum dank der Wissenschaft, aber auch aufgrund der Verbrauchernachfrage und eines Umdenkens einiger Autohersteller. Ich glaube, dass wir in Zukunft mehr Fahrzeuge mit Solarstromsystemen sehen werden.

Toyota kündigte an, dass sein Prius der nächsten Generation (oben und oberes Foto) über eine Solardachoption verfügen wird. Frühere Generationen hatten dies ebenfalls als Option, aber die Solarenergie sorgte nur dann für den Betrieb der Klimaanlage oder eines Kühlgebläses, wenn das Auto an einem heißen Ort geparkt war; Es hat die Batterie nicht aufgeladen (es ist schließlich ein Hybrid). Jetzt wird es so sein. Was hat sich geändert? Bisher konnte die Solaranlage nicht genügend Strom (Spannung) erzeugen, um mit der Batteriespannung mitzuhalten; Toyota hat diesen Ansatz eindeutig überdacht (die Technologie zur Behebung dieses Problems ist leicht verfügbar).

Werden Sie Ihren Prius, wenn Sie ihn den ganzen Tag in der Sonne parken, voll aufgeladen haben, wenn es Zeit ist, von der Arbeit nach Hause zu fahren? Bei weitem nicht, aber es könnte die Reichweite um ein paar Meilen erhöhen, und wenn Ihr Arbeitsweg nur wenige Meilen beträgt (und das ist bei vielen Menschen der Fall), könnten Sie auf diesem Teil im Grunde „kostenlos“ fahren der Reichweitensteigerung. Und wenn das Auto mehrere Tage in der Sonne stand (die meisten Privatautos stehen 95 % ihres Lebens geparkt), dann kann sich das summieren.

Fazit: Es ist kostenloser Strom, für den Sie nicht bezahlen müssen. Das ist für viele Verbraucher und damit auch für die Automobilhersteller überzeugend. Aber im Moment ist die Strommenge, die ein kleines Panel erzeugen kann, gering. Aber wie bereits erwähnt, könnte das für einige Käufer von Elektro-/Hybridautos immer noch funktionieren, die nach einer Möglichkeit suchen, die Reichweite zu erhöhen und auf den Benzinmotor zu verzichten, zumindest im Prius.

Der Sono Motors Scion ist mit versteckten Solarpaneelen ausgestattet und kann die Reichweite im geparkten Zustand um viele Kilometer erhöhen.

Ein anderer Ansatz besteht darin, das gesamte Fahrzeug mit Solarkollektionstechnologie auszustatten, wie zum Beispiel beim Sono Motos Sion (nicht zu verwechseln mit der nicht mehr existierenden Marke Scion), einem Viersitzer (oben), der die kleinere Batterie des Autos auflädt, wenn Sonnenlicht darauf fällt Winkel. Sono gibt an, bei voller Ladung eine Reichweite von 305 km (190 Meilen) zu haben, wobei die 456 in die Karosserie des Fahrzeugs eingebauten Solarzellen unter idealen Bedingungen eine Reichweite von 245 km (145 Meilen) ermöglichen – und das alles, ohne das Gerät zum Aufladen anzuschließen. Die Solarzellen sind nahtlos in das Äußere des Autos integriert, was jedoch die Farbauswahl oder die Möglichkeiten zur Neulackierung einschränkt. Mit einem Plug-in-Ladegerät lässt sich das Auto außerdem in weniger als einer Stunde zu 80 % aufladen, und Sono sagt, dass der Sion auch über V2H/V2G-Fähigkeiten verfügen wird, um Ihr Zuhause mit Strom zu versorgen oder bei Bedarf eine Plug-in-Klimaanlage anzuschließen. Das Auto befindet sich derzeit in der Vorproduktion, könnte aber ein Ausblick auf die Zukunft von Elektrofahrzeugen sein, die nicht unbedingt in der Nähe eines an das Stromnetz angeschlossenen Ladegeräts sein müssen, um Energie zu tanken.

Die nach oben gerichteten Oberflächen des Lightyear 0 bestehen aus Solarpaneelen, während gewöhnliche lackierte Paneele dafür sorgen, dass das Auto … [+] vertraut – wenn auch exotisch – aussieht.

Der Lightyear 0 (Zero) geht einen Kompromiss mit lackierter Karosserie und einem schlanken Profil (oben) ein, verfügt aber über fünf Quadratmeter integrierte Solarpaneele auf der Oberseite und der Motorhaube. Laut Lightyear kann der von seinem größeren Sonnensystem gesammelte Strom eine Reichweite von bis zu 43 Meilen pro Tag oder fast 7.000 Meilen pro Jahr bei Sonnenlicht erreichen, was in etwa dem nationalen Durchschnitt von 10.000 Meilen pro Jahr in den USA entspricht Alles in allem sind die Autos jetzt in Produktion. Fortschritt hat seinen Preis; Für den Lightyear 0 müssen Sie etwa 250.000 US-Dollar einplanen.

Eine weitere interessante Idee sind Scout Solar und Mark II Solar von Wink Motors. Diese kleinen, geschwindigkeitsbeschränkten Miniautos beginnen bei etwa 10.000 US-Dollar und sind spezielle Stadtfahrzeuge, die eine Höchstgeschwindigkeit von 25 Meilen pro Stunde erreichen. Da sie über eine kleine Batterie verfügen (die eine Reichweite von 60 Meilen bietet), kann ein Solarpanel auf dem Auto noch einiges mehr bringen etwas Reichweite, wenn es geparkt ist.

Der winzige Wink Motors Mark 2 Solar bietet tatsächlich Platz für vier Personen und kann durch das ... [+] große Solarpanel auf dem Dach für viel Reichweite sorgen. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 25 Meilen pro Stunde.

Warten Sie lange genug, dann kann die Autobatterie vollständig aufgeladen werden. Die Wink-Maschinen (oben) sind jetzt in Produktion und auf dem Weg nach Amerika. Warten Sie auf ihr baldiges Debüt (und hier ist eine längere Geschichte über sie).

Am anderen Ende des Spektrums stehen Elektro-Lkw – und Züge. Sattelschlepper von Tesla und anderen werden über riesige Batterien verfügen, aber was wäre, wenn das Dach des Anhängers eine große Solaranlage wäre? Auf einem 53-Fuß-Anhänger ist viel Platz, sogar noch mehr, wenn der EV-Sattelzug zwei davon transportiert. Lkw-Fahrten sind immer ein heikles Unterfangen, wenn es um Kraftstoff geht, und wenn Anhänger mit Solarantrieb auch nur einen einstelligen Prozentgewinn an Reichweite oder Ladezeit bringen könnten, kämen die Energie- und Zeiteinsparungen insgesamt einer enormen Geldersparnis gleich.

Darüber hinaus könnte die gleiche Idee auch für Züge funktionieren. Den meisten Menschen ist nicht bewusst, dass es sich bei den Diesellokomotiven, die weltweit Güter befördern, tatsächlich um „Elektrofahrzeuge“ handelt; Der Dieselkraftstoff treibt einen Generator an, der die riesigen Elektromotoren antreibt, die die Räder antreiben. Sie waren im Wesentlichen die ersten Benzin-/Elektro-Hybridfahrzeuge. Was wäre, wenn jeder Güterwagen oben Solarstrom-Sammelpaneele hätte? Selbst bei einem parallel geschalteten Zug würde diese Menge an Solarenergie eine enorme Energiemenge erzeugen, die die Motoren entweder in einem Hybridspeichersystem (Batterien + Diesel) nutzen oder den Zug in der Wohnung ausschließlich mit Solarenergie versorgen könnten. Die Kraftstoffeinsparungen wären mit der Zeit immens.

Schließlich könnten alle diese Solarkollektorsysteme auch an das Stromnetz angeschlossen werden, wodurch sich unser Stromversorgungssystem von einem bedarfsorientierten System, das wir jetzt haben, in ein speicherbasiertes System (mit großen Batterien) verwandeln würde, das mithilfe von V2G-Technologien Energieverbrauchsspitzen absorbieren könnte - eine große Veränderung. Solarenergie-Experten behaupten fälschlicherweise, dass wir die Erde wie auf einem Science-Fiction-Filmplaneten (Corusant) mit Sonnenkollektoren bedecken müssten, um unseren Energiebedarf allein aus Solarenergie zu decken, aber das ist höchst ungenau. Ein Solarpark dieser Größe wäre in der Lage, diese Aufgabe zu erfüllen, aber wenn man diese Solarsammelfläche insgesamt in viele, viele winzige kleine Teile aufteilt, würde eine Welt voller solarsammelnder Autos, Lastwagen, Züge und vielleicht sogar Flugzeuge entstehen den weltweiten Energiebedarf mehr als decken. Es braucht nur die Bereitschaft, es zu tun. Die Technologie ist heute leicht verfügbar.

Einiges ist sicher: Die Effizienz von Solarmodulen wird sich weiter verbessern, und auch die Kosten werden weiter sinken. Die Batterietechnologie wird sich weiter verbessern und schließlich die Ladezeit erreichen, die mit dem Auftanken mit flüssigen Kraftstoffen vergleichbar ist – oder vielleicht sogar noch schneller sein wird. Eines ist sicher: Wir leben in den Anfangsjahren der EV-Revolution und wie in den Anfangsjahren der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor werden Technologien, Infrastruktur und Kosten durch Marktkräfte, Innovation, Verfeinerung und neue Ideen weiter verbessert. In der unmittelbaren Zukunft werden die meisten Elektrofahrzeuge immer noch ein leistungsstarkes Ladesystem benötigen, das an das Stromnetz oder eine Stromversorgung zu Hause angeschlossen ist, aber die Integration von Solaranlagen in Fahrzeuge insgesamt könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Funktionsweise von Stromnetzen haben. und auf die Reichweitenfähigkeit von Elektrofahrzeugen aller Art, nicht nur von Autos.