รถยนต์ไฟฟ้าที่มีแผงโซลาร์เซลล์กำลังเปลี่ยนเกมอย่างไร

รูปภาพบอสตันโกลบ / เก็ตตี้

อาจไม่มีการหยุดยั้ง การปฏิวัติรถยนต์ไฟฟ้า (EV). ในเดือนมีนาคม 2566 ครึ่งหนึ่งของยอดจดทะเบียนรถค้าปลีกใหม่ทั้งหมดในตลาดซานฟรานซิสโก ถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า — ไฮบริด ปลั๊กอินไฮบริด หรือ EV เต็มรูปแบบ การควบคุมพลังงานทดแทนและพลังงานฟรีของดวงอาทิตย์โดยการรวมแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับพื้นผิวของ EV มอบคำมั่นสัญญาในการชาร์จรถยนต์ด้วยตนเอง

หาก EV สามารถสร้างพลังงานได้เพียงพอเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง มันจะลด "ความวิตกกังวลด้านระยะทาง" ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานโดยรวม, หมอกควัน และความเครียดบนกริดไฟฟ้า ปัจจุบัน รถยนต์ไฟฟ้าจะชาร์จแบตเตอรี่บางส่วนผ่านระบบเบรกแบบจ่ายไฟใหม่ ขึ้นอยู่กับนิสัยการขับขี่ และสภาพอากาศ แผงโซลาร์เซลล์ร่วมกับการเบรกแบบปฏิรูปใหม่มีศักยภาพในการเพิ่มระยะทาง "ฟรี" หลายพันไมล์ต่อปี

เหตุใดรถ EV ทั้งหมดจึงไม่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้าไม่มีพื้นที่ผิวในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่

ใครคือผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าด้วยแผงโซลาร์เซลล์?

สตาร์ทอัพด้านการผลิตรถยนต์หลายแห่งมีแนวโน้มว่าจะผลิตรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (sEV) ผู้ผลิตที่นำเสนอรถยนต์ที่มีหรือวางแผนที่จะนำเสนอ sEV ได้แก่:

• ฮุนได: Ioniq 5 มีตัวเลือกหลังคาแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งตามข้อมูลของ Hyundai สามารถเพิ่มระยะทางเพิ่มเติมได้ถึง 1,200 ไมล์ต่อปี
• เมอร์เซเดส-เบนซ์: มีแผนจะนำแนวคิด Vision EQX บนหลังคาแผงโซลาร์เซลล์ออกสู่ตลาดภายในสิ้นปี 2566 Mercedes-Benz กล่าวว่า EQXXprototype เพิ่มระยะทางได้มากถึง 15 ไมล์ต่อวัน หรือ 3,750 ไมล์ต่อปี
• ฟิสเกอร์ อิงค์: Fisker Ocean ซึ่งมีกำหนดส่งมอบในฤดูใบไม้ร่วงปี 2566 นำเสนอหลังคาแผงโซลาร์เซลล์แบบเต็มความยาวซึ่งคาดว่าจะเพิ่มระยะทาง 1,500 ไมล์ต่อปี
• ไลท์เยียร์: ออกแบบรถ EV สำหรับการขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ โดยสามารถวิ่งได้เพิ่มขึ้นอีก 43 ไมล์ต่อวันจากพื้นที่ 54 ตร.ม. ฟุต ของแผงโซลาร์เซลล์
• โซโน มอเตอร์: กล่าวกันว่าไซออนถูกปกคลุมด้วยแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมด และสัญญาว่าจะอยู่ห่างจากพลังงานแสงอาทิตย์ 3,500 ไมล์ต่อปี แต่โซโนะ. สิ้นสุดโปรแกรมรถยนต์ก่อนนำรุ่นออกสู่ตลาด.

EVS ที่ผลิตในปัจจุบันมีแผงโซลาร์กี่เปอร์เซ็นต์

น่าจะน้อยกว่า 1%

ข้อมูลเกี่ยวกับเปอร์เซ็นต์ของรถยนต์ไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นหายาก กับ ทำลายสถิติยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาในปี 2565 ประมาณว่าต่ำกว่า 1,000,000 sEVs นั้นแทบจะไม่มีเรดาร์เลย เทียบได้กับ EV เมื่อ 10 ปีที่แล้ว รถยนต์ไฟฟ้า 90,000 คัน เทียบกับ 15,000,000 พร้อมเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) — ประมาณครึ่งหนึ่งของหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของยอดขายรถยนต์ในสหรัฐอเมริกาทั้งหมด

รถยนต์ไฟฟ้าที่มีแผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างไร

รูปภาพ Yagi Studio / Getty

แผงเซลล์แสงอาทิตย์แปลงอนุภาคแสงของดวงอาทิตย์ (โฟตอน) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ใช้งานได้

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์ที่ทำจากซิลิโคนและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์ วัสดุเหล่านี้จะสร้างกระแสไฟฟ้า กระแสไฟตรงที่สร้างขึ้นสามารถเก็บไว้ในแบตเตอรี่แรงดันต่ำหรือแรงดันสูงของ sEV ได้อย่างง่ายดาย

รถยนต์ไฟฟ้าที่มีแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กผลิตพลังงานได้มากพอที่จะใช้งานระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ เช่น ไฟหน้า พัดลมระบายความร้อนของเครื่องปรับอากาศ ที่ปัดน้ำฝน และระบบสาระบันเทิง

ประโยชน์ของแผงโซลาร์เซลล์บน EV

การประหยัดเงินคือประโยชน์หลักของการชาร์จแบตเตอรี่ EV ด้วยแสงอาทิตย์ ข้อดีอื่นๆ ได้แก่:

• เพิ่มขึ้น สนามไดร์ฟกอล์ฟ;
• ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
• แบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานหนาแน่นเบาและเล็กลง
• สไตล์แอโรไดนามิกช่วยลดแรงต้านลม

มีข้อบกพร่องใด ๆ หรือไม่?

ใช่. สิ่งสำคัญที่สุดคือไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ในเวลากลางคืนหรือขณะฝนตกได้

อุปสรรคอื่น ๆ ได้แก่ :

• ค่าใช้จ่ายในการเพิ่มแผงโซลาร์ให้กับ EVs;
• พื้นที่ต่างๆ ของประเทศอาจไม่มี “สภาวะที่เหมาะสม” สำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า
• แผงจะต้องรักษาความสะอาดและบำรุงรักษาเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

แผงโซลาร์บน EV มีความหมายอย่างไรต่ออนาคตของการขับขี่

รูปภาพของ JUNG YEON-JE / Getty

ในอนาคตอันใกล้นี้ ผู้ผลิตจะยังคงระมัดระวังก่อนที่จะผลักดันการรวมแผงเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับรถยนต์ไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์ ดีขึ้น อาจมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนภาคการขนส่ง เนื่องจากเปลี่ยนจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็น EV

ชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์เสริม EV สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 50 วัตต์เพื่อชาร์จแบตเตอรี่แรงดันต่ำ แต่ระวัง: นัก DIY ไม่ควรทำงานกับระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนของ EV โดยเฉพาะระบบไฟฟ้าแรงสูง

สถานีชาร์จจะไม่จำเป็นหรือไม่?

เลขที่ สถานีชาร์จ EV จะอยู่ได้นานหลายปี

หากคุณต้องการซื้อ EV ใหม่เพื่อลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (และมีสิทธิ์ได้รับเครดิตภาษี $7,500) การเพิ่มแผงโซลาร์เซลล์ในบ้านของคุณเพื่อชาร์จ EV นั้นเหมาะสมที่สุด

ตามค่าเฉลี่ยของสหรัฐอเมริกา แผงเซลล์แสงอาทิตย์ควรมี 6-10 แผง ชาร์จแบตเตอรี่ EV ของคุณจากความจุ 20 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ในสี่ถึงแปดชั่วโมง นี่เป็นเรื่องจริงหากคุณ:

• ขับรถ 37 ไมล์ต่อวัน
• มีแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 360 วัตต์
• สัมผัสกับแสงแดดอย่างน้อยห้าชั่วโมงต่อวัน

ปัจจัยเหล่านี้และปัจจัยอื่นๆ ส่งผลต่ออัตราและเวลาในการชาร์จ

ความคิดสุดท้าย

แนวคิดของการใช้แผงโซลาร์เซลล์เพื่อชาร์จ EV ด้วยตนเองนั้นน่าสนใจ เหมือนกับการขอให้รถ ICE ผลิตน้ำมันเบนซินใช้เอง ซึ่งเป็นความคิดใหม่ แต่เป็นไปไม่ได้ เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ EV ในปัจจุบันไม่ได้ให้อัตราส่วนต้นทุนต่อประสิทธิภาพที่เหมาะสมกับค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตามตาม การตรวจสอบทางเทคนิคของ MIT แบตเตอรี่ที่สร้างจากเซลล์โซลิดสเตตคาร์บอนไฟเบอร์และเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่อื่นๆ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก และนั่นคือกุญแจสำคัญเนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ดีขึ้น

เมื่อรวมกับรูปทรงตัวรถที่ล้ำสมัยซึ่งทำจากวัสดุที่เบากว่า (เช่น ไททาเนียม) และช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นจริงได้ ที่ไม่สามารถมาเร็วเกินไป

งานวิจัยโดยผู้เขียน Robert N. ชาเรตต์ แสดงให้เห็นถึงการตอบสนองความต้องการด้านโครงสร้างพื้นฐานเพื่อรองรับการเติบโตของ EV พร้อมกับเป้าหมายของ พลังงานสะอาด 100% ภายในปี 2578 มีเหตุผลแต่ไม่สมจริง หลายรัฐวางแผนที่จะห้ามการขาย ICE ในปี 2578 อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่าโครงข่ายไฟฟ้าใช้ “หม้อแปลงที่มีขนาดไม่เหมาะสม” นอกจากนี้ เขากล่าวว่า “ความล้มเหลวในการออกใบอนุญาตสำหรับสายส่งไฟฟ้าใหม่” เป็นอุปสรรคต่อวัตถุประสงค์อันสูงส่งเหล่านี้

การสร้างพลังงานของตัวเองจากผิวหนังของร่างกายที่ประดิษฐ์จากแผงโซลาร์เซลล์และเก็บพลังงานนั้นไว้ในแบตเตอรี่ของตัวเองจะทำให้ sEV เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ EV ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์คืออนาคต เราแค่ไม่แน่ใจว่าอนาคตนั้นจะมาถึงเมื่อไหร่

Bob Lacivita เป็นช่างเทคนิครถยนต์ของ ASE และ General Motors นักการศึกษาและนักเขียนอิสระที่ได้รับรางวัล ซึ่งเขียนเกี่ยวกับการซ่อมแซมรถยนต์ DIY และหัวข้อการบำรุงรักษายานพาหนะ ผลงานของเขาได้รับการแนะนำใน The Family Handyman หนังสือ Reader's Digest และนิตยสาร Classic Bike Rider เขาทำงานด้านอาชีพและให้การศึกษาด้านเทคนิคมาเป็นเวลา 25 ปี โดยสอนเกี่ยวกับเทคโนโลยียานยนต์ รวมทั้งเขียนทุนสนับสนุนระดับรัฐ รัฐบาลกลาง และองค์กรต่างๆ นอกจากนี้ เขายังได้ช่วยออกแบบรูปแบบการนำเสนอหลักสูตรที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งรวมเอามาตรฐานทางวิชาการที่เข้มงวดและเกี่ยวข้องเข้ากับการศึกษาด้านอาชีพและด้านเทคนิคได้อย่างลงตัว