Come le auto elettriche con pannelli solari stanno cambiando il gioco

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Potrebbe non esserci modo di fermare il rivoluzione dei veicoli elettrici (EV).. Nel marzo 2023, metà di tutte le nuove immatricolazioni di veicoli al dettaglio nell'area del mercato di San Francisco erano elettrificati: ibridi, ibridi plug-in o veicoli elettrici completi. Sfruttare l'energia gratuita e rinnovabile del sole integrando pannelli solari sulla superficie di un veicolo elettrico offre la promessa di veicoli a ricarica automatica.

Se i veicoli elettrici possono generare abbastanza energia per caricare le loro batterie ad alta tensione, diminuirà "l'ansia da autonomia" costi operativi complessivi, smog e la tensione sulla rete elettrica. Attualmente, i veicoli elettrici ricaricano le batterie in parte attraverso sistemi di frenata rigenerativa. A seconda delle abitudini di guida e il tempo, i pannelli solari in combinazione con la frenata rigenerativa hanno il potenziale per aggiungere migliaia di miglia "gratuite" all'anno.

Allora perché non tutti i veicoli elettrici sono già coperti da pannelli solari efficienti? Perché i veicoli elettrici non hanno la superficie per generare energia solare sufficiente per ricaricare le batterie.

Chi produce auto elettriche con pannelli solari?

Molte startup di produzione automobilistica promettono veicoli elettrici solari (sEV). I produttori che offrono veicoli con, o che intendono offrire sEV, includono:

• Hyundai: Il suo Ioniq 5 offre un'opzione per il tetto a pannelli solari che, secondo Hyundai, può aggiungere fino a 1.200 miglia all'anno di autonomia aggiuntiva.
• Mercedes Benz: Prevede di portare sul mercato il concetto di tetto a pannelli solari Vision EQX entro la fine del 2023. Mercedes-Benz afferma che il prototipo EQXX aggiunge fino a 15 miglia di autonomia al giorno o 3.750 miglia all'anno.
• Fisher, Inc.: Il Fisker Ocean, la cui consegna è prevista per l'autunno 2023, offre un tetto a pannelli solari a tutta lunghezza opzionale che dovrebbe aggiungere 1.500 miglia all'anno.
• Anno luce: Ha progettato i suoi veicoli elettrici per la guida a energia solare, rivendicando fino a 43 miglia aggiuntive al giorno da 54 mq. ft. di pannelli solari.
• Sono motori: Si diceva che il Sion fosse completamente coperto di pannelli solari e promettesse 3.500 miglia all'anno dall'energia solare. Ma Sono ha concluso il suo programma automobilistico prima di portare un modello sul mercato.

Qual è la percentuale dei veicoli elettrici attualmente prodotti con pannelli solari?

Probabilmente meno dell'1%.

I dati sulla percentuale di veicoli elettrici prodotti sono scarsi. Con vendite record di veicoli elettrici negli Stati Uniti nel 2022 stimato a poco meno di 1.000.000, i veicoli elettrici sono a malapena un punto debole sul radar. È paragonabile ai veicoli elettrici 10 anni fa, con 90.000 veicoli elettrici contro 15.000.000 con motori a combustione interna (ICE) - circa la metà dell'uno percento di tutte le vendite di auto negli Stati Uniti.

Come funzionano le auto elettriche con pannelli solari?

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I pannelli solari convertono le particelle di luce del sole (fotoni) in corrente continua utilizzabile (DC).

I pannelli solari sono dotati di singole celle fotovoltaiche realizzate in silicone e altri materiali semiconduttori. Quando la luce solare colpisce una cella, questi materiali creano elettricità. La corrente continua generata viene facilmente immagazzinata nella batteria a bassa o alta tensione di un sEV.

I veicoli elettrici con piccoli pannelli solari producono energia sufficiente per far funzionare sistemi a bassa tensione come i fari, la ventola di raffreddamento dell'aria condizionata, i tergicristalli e i sistemi di infotainment.

Vantaggi dei pannelli solari sui veicoli elettrici

Il risparmio di denaro è il principale vantaggio di caricare le batterie dei veicoli elettrici con la luce solare. Altri vantaggi includono:

• È aumentato autonomia;
• Impronta di carbonio ridotta;
• Batterie più leggere e più piccole ad alta densità energetica;
• Lo stile aerodinamico riduce la resistenza al vento.

Ci sono degli svantaggi?

SÌ. Soprattutto, le batterie non possono essere ricaricate di notte o quando piove.

Altri ostacoli includono:

• La spesa per l'aggiunta di pannelli solari ai veicoli elettrici;
• Alcune aree del paese potrebbero non avere le "condizioni ideali" per ricaricare i veicoli elettrici;
• I pannelli devono essere mantenuti puliti e mantenuti per la massima efficienza.

Cosa significano i pannelli solari sui veicoli elettrici per il futuro della guida?

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Per il prossimo futuro, i produttori rimarranno cauti prima di andare avanti con l'integrazione dei pannelli solari nei veicoli elettrici. Tuttavia, come tecnologia dei pannelli solari migliora, può potenzialmente svolgere un ruolo significativo nel potenziare il settore dei trasporti mentre passa dai motori a combustione interna (ICE) a EV.

I kit di pannelli solari aggiuntivi per veicoli elettrici possono produrre circa 50 watt di elettricità per caricare la batteria a bassa tensione. Ma attenzione: i fai-da-te non dovrebbero lavorare sui sofisticati sistemi elettronici di un veicolo elettrico, in particolare il sistema ad alta tensione.

Le stazioni di ricarica diventeranno inutili?

NO. Stazioni di ricarica per veicoli elettrici sarà in giro per anni.

Se stai cercando di acquistare un nuovo veicolo elettrico per ridurre i costi energetici e l'impronta di carbonio (e beneficiare di un credito d'imposta di $ 7.500), aggiungere un pannello solare a casa tua per ricaricare il tuo veicolo elettrico ha più senso.

Sulla base delle medie statunitensi, dovrebbero essere da sei a dieci pannelli solari caricare la batteria del veicolo elettrico dal 20 all'80 percento della capacità tra quattro e otto ore. Questo è vero se:

• Guida 37 miglia al giorno;
• Avere pannelli solari da 360 watt;
• Sperimenta almeno cinque ore di luce solare al giorno.

Questi e altri fattori influiscono sui tassi e sui tempi di ricarica.

Pensieri finali

L'idea di utilizzare pannelli solari per ricaricare autonomamente un veicolo elettrico è intrigante. È come chiedere a un veicolo ICE di produrre la propria benzina: un pensiero nuovo, ma non fattibile. L'attuale tecnologia dei veicoli elettrici solari non offre un rapporto costo-efficienza per giustificare la spesa aggiuntiva.

Tuttavia, secondo un Revisione tecnica del MIT, le batterie costruite con celle a stato solido in fibra di carbonio e altre nuove tecnologie di batterie emergenti aumenteranno notevolmente le prestazioni. E questo è fondamentale perché i pannelli solari stanno diventando super efficienti con il miglioramento delle prestazioni della batteria.

Abbinalo a forme del corpo progressive realizzate con materiali più leggeri (come il titanio) e aiuta a trasformare i veicoli elettrici in realtà. Non può arrivare un momento troppo presto.

Ricerca dell'autore Robert N. Charette mostra la soddisfazione delle esigenze infrastrutturali per supportare la crescita dei veicoli elettrici, insieme all'obiettivo di Energia pulita al 100% entro il 2035, sono logici ma non realistici. Diversi stati prevedono di vietare le vendite di ICE nel 2035. Tuttavia, afferma che la rete elettrica utilizza "trasformatori di dimensioni inadeguate". Inoltre, dice, “il mancato rilascio delle autorizzazioni per nuove linee di trasmissione dell'energia elettrica” sono ostacoli a questi alti obiettivi.

Generare la propria energia dalle pelli del corpo fabbricate dai pannelli solari e immagazzinare quell'energia nelle proprie batterie renderà i veicoli elettrici un'opzione interessante. I veicoli elettrici a energia solare sono il futuro. Non siamo sicuri di quando arriverà quel futuro.

Bob Lacivita è un pluripremiato tecnico automobilistico ASE e General Motors, educatore e scrittore freelance che ha scritto di riparazioni auto fai-da-te e argomenti di manutenzione dei veicoli. Il suo lavoro è stato descritto in The Family Handyman, un libro Reader's Digest e la rivista Classic Bike Rider. È stato un educatore professionale e tecnico per 25 anni insegnando tecnologia automobilistica, oltre a scrivere borse di studio statali, federali e organizzative. Ha anche contribuito a progettare un modello di consegna del curriculum unico che integra perfettamente standard accademici rigorosi e pertinenti nella carriera e nell'istruzione tecnica.