با پیشرفت تکنولوژی در عصر حاضر و اهمیت بسیار ویژه انرژی در جهان، در زمینه‌های مختلف از جمله صنعت خودرو باعث شده است که تولیدکنندگان انرژی‌های تجدیدپذیر خورشیدی یک گام فراتر رفته و با ادغام سیستم خورشیدی و خودرو برقی محصولی بنام خودروی خورشیدی را جهت مصرف بهینه‌تر انرژی و برطرف کردن مشکلات جهانی انرژی اقدام به ساخت و تولید این محصول در آینده و ورود به صنعت خودرو شوند. در این مقاله قصد داریم که شما را با این پیشرفت‌های تکنولوژی آشنا کنیم.
خودروی خورشیدی
خودروی خورشیدی چگونه کار میکند؟
سیستم عامل و مکانیزم پیشرانه خودروهای خورشیدی بسیار شبیه به خودروهای برقی است
خودروی خورشیدی چگونه کار میکند؟ این خودرو مجهز به پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک هستند که قادر به تبدیل نور خورشید به برق می‌باشد. این نوع پنل خورشیدی از سلول‌های فتوولتائیک تشکیل شده است که با دریافت تابش خورشیدی یونیزه می‌شوند و الکترون‌هایی آزاد می‌کنند که در اثر تعامل، برق تولید می‌کنند که باعث ایچاد نیرو در موتور می‌گردد یا در باتری ذخیره می‌شود.
هنگامی که الکتریسیته به استاتور و سیم پیچ‌های داخل موتور می‌رسد، میدان مغناطیسی ایجاد میکند و روتور را در استاتور می‌چرخاند که به نوبه خود دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است. سپس یک سری دنده وظیفه انتقال این انرژی جنبشی به چرخ‌ها را بر عهده دارد تا خودرو را به حرکت درآورد.
امروزه راندمان سلول‌های خورشیدی حدود 29 درصد است، بنابراین خودروهای دارای نیروی خورشیدی هنوز انرژی بالقوه کمتری در واحد جرم دارند – مقدار انرژی آزاد شده توسط یک کیلوگرم سوخت – نسبت به خودروهای بنزینی یا دیزلی. با این حال، سازندگان بزرگ خودرو به شدت بر روی این مدل متحرک پایدار سرمایه گذاری می‌کنند و در تحقیق و توسعه برای توسعه خودروهای کارآمدتر با پنل‌های خورشیدی سرمایه گذاری می‌کنند که باعث افزایش استقلال آنها می‌شود.
مزایای خودروی خورشیدی
خودروی خورشیدی با دارا بودن پنل خورشیدی بر روی خود مزایایی را به همراه دارند که در این بخش این موارد بطور کامل شرح داده خواهند شد. بنابراین مزایای خودروی خورشیدی عبارتنداز:
1 .با استفاده از انرژی خورشیدی برای کار، خودروی خورشیدی این امکان را فراهم میکند که استفاده از سوخت‌های فسیلی را بطور کل کاهش می‌دهد.
2.ازآنجایی که خودروی خورشیدی هیچگونه آلایندگی را در هوا ایجاد نمی‌کند مانند: دی اکسید کربن. لذا باعث تغییرات مثبت در وضعیت آب و هوا می‌شود و به بهبودی کیفیت آب و هوا کمک می‌نماید.
3.خودروی خورشیدی دارای موتور الکتریکی می‌باشد. از همین رو با تکرر توقف و استارت، جایگزین مناسبی برای سفرهای شهری می‌باشد.
4.هرچند که قیمت خودروی خورشیدی نسبت به خودروهای معمولی با سوخت فسیلی گرانتر است. اما با سرمایه گذاری اولیه، هزینه‌ی سوخت فسیلی بنزین و گازوئیل برای پر کردن باک را ذخیره می‌کنید.
5.عمر مفید پنل‌های فتوولتائیک مورد استفاده برای خودروهای خورشیدی حدود 30 سال است، در حالی که عمر متوسط یک خودروی معمولی در اسپانیا حدود 13 سال است.
6.راندمان سلول‌های فتوولتائیک مورد استفاده برای تولید پنل‌های خودروهای خورشیدی هنوز جای زیادی برای بهبود دارد، بنابراین می‌توان انتظار داشت که پیشرفت‌های فناوری آینده، استقلال آنها را افزایش دهد.
7.کاهش هزینه‌ها برای شارژ کردن باتری خودروی خورشیدی که هزینه‌های ناشی از شارژ برقی را به شدت کاهش می‌دهد.
8. معاف کردن کاربران از هزینه‌های اضافی بجزء تعویض باتری که این مورد نیز باعث کاهش چشمگیر هزینه‌های آتی خواهد شد.
معایب خودروی خورشیدی
از آنجایی که هر سیستمی دارای مزیتهایی هست لذا بی درنگ معایبی نیز خواهد داشت. از این رو در این بخش معایب خودروی خورشیدی شرح دادخ خواهد شد. بنابراین معایب خودروی خورشیدی عبارتنداز:
1.از قبیل معایب خودروی خورشیدی استفاده از پنل‌های خورشیدی است که نهایتاً 20 تا 25 درصد بازدهی و راندمان دارند در این صورت برای تولید نیروی واقعی نیاز به انرژی خورشیدی زیادی دارد.
2.از عوامل بسیار مهم برای خودروی خورشیدی ایجاد توازن بین بازدهی و وزن می‌باشد. از این باید از پنل‌های سبکتر برای این خودورها استفاده شود که این امر باغث کاهش بازدهی مورد انتظار می‌شود.
3.از آنجایی که این خودروها بصورت خیلی تخصصی طراحی و ساخته شده‌اند. بنابراین برای تعمییرات نیاز به نیروهای متخصص در این زمینه دارند.
4.این خودورها با اینکه امکان استفاده در شرایط ابری را دارند اما در روزهای آفتابی می‌توان از بهینه‌ترین حالت این خودورها استفاده نمود.
5.بعلت نبود سرمایه گذاری بر روی این خودروها از سوی قطعه سازان خودرو، توسعه‌ی این صنعت و تکنولوژی را بعنوان گزینه‌ی خوب آخر برای توسعه سبز پایدار کرده است.
انواع خودروی خورشیدی
در این بخش به سراغ انواع مختلف خودروی خورشیدی می پردازیم.
1.خودروهای تماماً خورشیدی
2.خودروهای خورشیدی هیبرید
3.تاکسی‌های خورشیدی
4.خودروهای خورشیدی با قابلیت طی کردن مسافت‌های طولانی
خودروهای تماماً خورشیدی:
این خودروها در تمام سطح بدنه دارای پنل های خورشیدی می‌باشند و این قابلیت را درند که از نور خورشید تولید انرژی کنند. این خودروها معمولاً دارای باتری برای شارژ شدن هستند تا از انرژی ذخیره شده در باتری برای مواقعی که نور خورشید در دسترس نباشد استفاده کنند.
خودروهای خورشیدی هیبرید:
این نوع خودروها بصورت ترکیبی از موتور بنزینی یا دیزلی با موتور الکتریکی و سیستم خورشیدی می‌باشند. در این خودروها برای تولید انرژی خورشیدی، پنل‌های خورشیدی بر روی بدنه یا سقف خودرو نصب می‌شوند. از موتور الکتریکی برای مصارف حمل و نقل داخل شهری و ترافیک کم استفاده می‌شود.
تاکسی‌های خورشیدی:
در برخی شهرها برای تامین انرژی بخشی از حمل و نقل تاکسی‌های شهری از نصب پنل خورشیدی بر روی سقف و بدنه تاکسی‌ها استفاده می‌شود.
خودروهای خورشیدی با قابلیت طی کردن مسافت‌های طولانی:
اخیراً برخی از شرکت‌های تولیدکننده خودروی خورشیدی در تلاش هستند که خودروهایی برای مسافت‌های طولانی‌تر و سفرهای طولانی طراحی کنند تا در طی مسیر از طریق انرژی خورشیدی برای حرکت بهره‌مند شوند.
وضعیت خودروی خورشیدی در بازار چگونه است؟
بازار خودروهای خورشیدی انتظارات زیادی را در بین رانندگان ایجاد کرده است و نشان می‌دهد که پایداری به یک عامل تعیین کننده در تصمیم گیری‌های خرید تبدیل شده است. خودروهای دارای پنل‌های خورشیدی هنوز یک فناوری در حال توسعه هستند و چالش‌های قابل توجهی برای غلبه بر آنها وجود دارد، اما علاقه نشان داده شده به پروژه‌هایی از این نوع به آینده بسیار امیدوارکننده‌ای برای این مدل جدید خودرو الکتریکی مبتنی بر انرژی خورشیدی اشاره دارد.
امسال مدل‌های مختلفی از خودروهای خورشیدی در حال حاضر به عموم مردم ارائه شده است که البته در بیشتر موارد تنها امکان رزرو آنها وجود دارد. یکی از اولین مدل‌هایی که در اروپا به صورت سریالی تولید می‌شود، Lightyear One از شرکت هلندی Lightyear است. به گفته این شرکت، این خودروی خورشیدی با قیمت تک فروشی 150000 یورو، تا 400 کیلومتر با یک بار شارژ خودکار کارکرد خواهد داشت.
یکی از مورد انتظارترین عرضه‌ها، با بیش از 16000 خودرو رزرو شده تا به امروز، سونو سیون از شرکت آلمانی سونو موتورز است. این خودرو توسط شرکت فنلاندی Valmet Automotive با تولید برنامه ریزی شده سالانه 257000 دستگاه خودرو در سال‌های آینده تولید خواهد شد. هزینه خرید این خودروی خورشیدی کاملاً جدید 29900 یورو است که آن را به یکی از مقرون به صرفه ترین خودروهای خورشیدی در بازار فعلی تبدیل میکند.
همچنین باید به خودروهای خورشیدی دیگری مانند پریوس PHEV خورشیدی از تویوتا ژاپنی چند ملیتی، Lucid Air از شرکت کالیفرنیایی Lucid Motors و نمونه اولیه اسپانیایی Ecovelo Mö اشاره کرد که در حال حاضر در انتظار بودجه برای شروع تولید هستند.
خودروهای خورشیدی تولید شده تا اکنون
با توجه به چالش‌های پیش رو این تکنولوژی در حال حاضر بطور قطع نمی‌توان گفت که خودروی کاملاً متکی به انرژی خورشیدی ساخته شده است. اما طراحی آن بگونه‌ای است که متفاوت از سایر خودروهای ساخته شده با کارهای روزانه اکنون می‌باشد.
از طرفی می‌توان گفت این خودروها آنقدر در طراحی پیشرفته نیستند که بتوان بطور گسترده از آنها بهره برد. زیرا که برای استفاده از پنل خورشیدی بر روی سقف این خودروها طراحی سقف بصورت تخت و یکپارچه می‌باشد که این امر باعث می‌شود که از مواد سبکتر برای کاهش وزن استفاده شود. همین امر در تصادفات جزئی ایمنی بالایی را ندارند. برخی از خودروهای ساخته و طراحی شده تا به اکنون عبارتند از:
1. خودروی خورشیدی سان ویف 6:
این خودرو از سریعترین خودروهای خورشیدی در جهان می‌باشد که توسط تعدادی از دانشجویان آمریکایی برای شرکت در مسابقات خورشیدی سرعت طراحی و ساخته شده است.
2. خودروی خورشیدی Sun Mobile:
یکی از اولین خودروهای خورشیدی جهان که توسط شرکت جنرال موتورز ساخته و در سال ۱۹۵۵ در شهر شیکاگو به نمایش گذاشته شد. نام این خودروی خورشیدی که ارتفاع آن 38 سانتی‌متر بود Sun Mobile نام داشت. این خودرو با نیروی محرکه‌ای که توسط یک موتور الکتریکی کوچک و تعدادی سلول فوتوولتاییک سلنیومی بعنوان یک منبع تامین انرژی خودرو تامین می‌شده است. با توجه به اینکه این خودرو دارای ابعاد کوچکی بود لذا قابلیت حمل نفر را نداشت.
3. خودروی خورشیدی Sion:
این خودرو بعنوان اولین خودروی خورشیدی هیبریدی جهان در سطح تجاری شناخته می‌شود. این خودرو که توسط سونو موتورز ساخته شده است طبق ادعای این شرکت این خودروی خورشیدی قادر است تا مسافت بالای 400 کلیومتر را بپیماید. انرژی لازم برای حرکت این خودرو از طریق بیش از 240 سلول خورشیدی یکپارچه با بدنه تامین می‌شود.
دلایل ساخت خودروی خورشیدی
مساحت پنل‌های خورشیدی مورد نیاز برای تامین انرژی خودروی معمولی آمریکایی (اگر برقی باشد) به سختی بزرگتر از محل پارک آن است.
1.نیاز به زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی را برطرف میکند. برنامه بلندمدت ایده آل این است که وسایل برقی الکتریکی به شبکه برق وصل شوند و در طول روز از انرژی خورشیدی شارژ شوند. نصب ایستگاه های شارژ می‌تواند برای محل کار بسیار گران باشد و پس از آن هزینه برق نیز وجود دارد.
2.از نیاز به ذخیره انرژی جلوگیری میکند. انرژی خورشیدی به سرعت در حال تبدیل شدن به یکی از ارزان ترین منابع انرژی موجود است، اما ذخیره انرژی تجدیدپذیر هنوز یک مشکل است. خودروهای برقی باید انرژی را در هر صورت ذخیره کنند، بنابراین شارژ کردن باتری خودرو به طور مستقیم نیاز به باتری اضافی از نوع پاوروال را از بین می‌برد.
3.عمر باتری‌ها را افزایش می دهد. انرژی خورشیدی جمع آوری شده می‌تواند تعداد مایل‌ها را در روز افزایش دهد. همچنین می‌تواند با کاهش عمق تخلیه، طول عمر باتری‌ها را افزایش دهد. باتری 12 ولتی سرب اسیدی از شارژ روزانه خورشیدی سود زیادی خواهد برد.
4.منبع تغذیه موبایل از ماشین خورشیدی خود به عنوان یک ژنراتور خورشیدی عظیم برای کمپینگ، در محل کار یا در خانه استفاده کنید.
سخن پایانی:
یک خودروی خورشیدی یک راه عالی برای افرادی است که بدون شارژ خانه از آن استفاده می‌کنند تا برقی کنند. تکیه بر شارژ عمومی برای تمام انرژی مورد نیاز بسیار ناخوشایند خواهد بود. اما اگر نیمی یا بیشتر از انرژی توسط خود وسیله نقلیه جمع آوری شود، عملی تر می‌شود.
