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Caindo na real: carros solares sempre serão uma fantasia romântica de ficção científica

A Toyota está testando uma nova versão do seu painel solar no topo do Prius. Mas é improvável que a energia solar seja responsável por mais de uma fração da eletricidade exigida pelos veículos.

Os engenheiros da Toyota verificarão nervosamente a previsão do tempo no final do mês, quando a empresa começar a testar seu último Prius movido a energia solar no Japão. Os painéis solares estão disponíveis em modelos de produção do carro híbrido plug-in desde 2010, mas este modelo experimental – desenvolvido em conjunto com a Sharp e a NEDO – é um salto à frente. É a primeira iteração da tecnologia que permite carregar a bateria do carro enquanto está em movimento, em vez de apenas estacionar em um local ensolarado.

Outras marcas na vanguarda

A Toyota não é a única. Em junho, a Lightyear One revelou um protótipo de seu carro elétrico equipado com energia solar e começou a receber encomendas prévias em uma corrida limitada dos veículos por € 120.000 cada, com entrega em 2021. Mas isso não significa um fim. para viagens para as bombas de gasolina ou estações de carregamento. Apesar de sua promessa, é improvável que os painéis solares forneçam energia suficiente para alimentar qualquer coisa, exceto as viagens mais curtas e ensolaradas.

O primeiro Prius movido a energia solar produzia 180 watts (W) de energia elétrica por hora, com eficiência de conversão de 22,5% dos painéis solares para a célula da bateria, para um alcance de 6,1 km após um dia de carga. Não contribuiu em nada para mover o carro, e simplesmente alimentou sistemas internos como refrigerar.

O carro de demonstração da nova edição promete 860W com eficiência de 34%, com a Toyota reivindicando 44,5 km com carga total – e 56,3 km se estiver recarregando enquanto dirige. Mas isso não significa que o carro pode funcionar para sempre, desde que esteja ensolarado.

“Eles afirmam gerar 860W por células solares – ou seja, 1,15 cavalos de potência, enquanto a potência total do carro é de 122 cavalos”, diz Giangiacomo Minak, professor de engenharia industrial da Universidade de Bolonha. Em vez disso, a bateria do carro precisa ser recarregada de um ponto elétrico ou deixada ao sol por várias horas antes de uma viagem (muito curta), com os painéis do teto encobrindo apenas a bateria durante a condução – e isso é apenas se está ensolarado.

O 860W citado pela Toyota só é possível em pleno sol, então o carro terá menos energia quando o sol estiver baixo ou o céu estiver nublado, acrescenta Peter Pudney, professor da Universidade da Austrália do Sul e presidente do comitê técnico. World Solar Challenge, uma corrida de carros solares. “Mesmo com pleno sol, a energia gerada é cerca de metade da energia necessária para operar um secador de cabelo, e nem de longe o suficiente para alimentar diretamente os motores elétricos do carro, que consomem até 53.000W de energia ao acelerar”, explica ele. “Assim, o carro também tem uma bateria que pode armazenar a energia solar coletada ao longo de um dia e usá-la durante um curto período para ajudar na condução. O carro também tem um motor a gasolina para fornecer energia quando a bateria está fraca.”

Ainda assim, se o sistema da Toyota funcionar, seria possível dirigir um carro totalmente com energia solar – embora apenas para viagens curtas em condições específicas, diz Erik Mayer, professor associado da Pittsburg State University. “Se você pudesse tirar 860W do painel solar enquanto estivesse estacionado no trabalho por oito horas, ele geraria … 6,88 kWh”, diz ele. “Isso pode ser o suficiente para carregar totalmente sua bateria enquanto estacionado no trabalho. E se seu trajeto com menos de 12 milhas em cada sentido, você poderia executar seu carro totalmente com energia solar sem gás adicional ou ter que ligar seu carro. ” No entanto, ele observa que isso dependeria da eficiência do carregador de bateria e se o sol estava brilhando diretamente nos painéis – o que muitas vezes não é o caso.

Isso pode ser o suficiente para começar a trabalhar e voltar para alguns passageiros – contanto que eles não sejam atrasados ​​no trânsito – mas é uma curta viagem contra os 3m000km que os carros movidos a energia solar percorrem para completar o seminário World Solar Challenge, uma corrida de resistência realizado na Austrália, que vai de Darwin a Adelaide. As últimas três classes de cruzadores das competições foram vencidas por estudantes da Universidade de Tecnologia de Eindhoven – alguns dos quais estão por trás do Lightyear One.

Esses carros parecem muito diferentes de um veículo como o Prius. Eles não são realmente carros como nós normalmente imaginaríamos. Para acomodar mais painéis solares, o telhado é geralmente plano e maciço; para economizar no uso de energia, eles são construídos com materiais ultraleves. “Os carros da classe Challenger de monolugares farão a viagem sem recarga da rede elétrica”, diz Pudney, com a próxima competição acontecendo em outubro deste ano.

“Os carros Cruiser mais práticos transportarão mais de uma pessoa e poderão subir da grade, mas terão que dirigir quase 1.200 quilômetros sem conectar-se. O segredo para esse alto desempenho é que os carros têm menos de 20%. da massa de carros convencionais, e muito menor arrasto aerodinâmico “.

Os designs vencedores não deixam muito espaço para algumas das amenidades que associamos à condução – o conforto é uma reflexão tardia. O Prius, por outro lado, ainda se parece com um carro normal, e é feito de materiais padrão aprovados por reguladores de segurança – entretanto versões anteriores foram proibidas inicialmente nos EUA porque o vidro de painel solar não era considerado bastante forte para um veículo.

O filme solar no mais recente carro de demonstração tem apenas 0,03 mm de espessura, permitindo que os painéis solares da Toyota sejam aplicados através do teto, do capô e da bota, sem acrescentar muito peso. O projeto é atraente não só porque permite que painéis solares sejam adicionados aos carros sem alterar o design físico, mas também porque o filme solar está próximo dos níveis de eficiência recorde do mundo, diz Pudney. “São células de tripla junção – efetivamente três células solares juntas, onde cada camada responde a diferentes comprimentos de onda de luz”, explica ele.

Mas eles ainda não são tão eficientes quanto os painéis solares mais grossos instalados no telhado de um prédio, diz Pudney. Estes podem ser situados para obter a força total do sol e em ângulo para evitar a sombra. Além disso, os carros têm baterias menores e podem ser incapazes de aproveitar ao máximo um dia de sol escaldante. “Uma vez que a bateria de um carro solar está cheia, os painéis solares se desligam – não há outro lugar para a energia ir”, observa ele.

Naturalmente, qualquer energia solar gerada é energia que não precisa ser extraída de outra fonte, renovável ou não. Só porque os carros não conseguirão tirar toda a sua energia do sol, isso não significa que os painéis solares não serão úteis para reduzir a demanda na rede quando mais carros forem elétricos, diz Minak. “Além disso, quanto mais energia solar você coloca em baterias, menos energia solar aquece seu veículo”, acrescenta. O poder está lá, podemos usá-lo, mesmo que seja apenas por uma pequena fatia de energia necessária.

Dito isto, os carros movidos a energia solar dependerão de baterias melhores que ainda não foram desenvolvidas e do tempo ensolarado que não temos, e são menos eficientes do que outras formas de alimentar veículos elétricos. Além disso, se o exemplo da Lightyear for verdade, eles podem ser excepcionalmente caros quando chegarem.

E, no entanto, eles não são uma idéia completamente tola, pois não só poderiam ampliar a gama de veículos elétricos e reduzir a carga na rede à medida que mais carros passavam a eletricidade, mas – se projetados corretamente – também poderiam ajudar a alimentar nossas casas. “Se o painel solar estiver conectado à rede, ao ligar o carro ou ao ter o painel em um prédio, a energia solar não exigida pelo carro pode ser usada para outras finalidades”, diz Pudney. Isso significa que, embora carros totalmente movidos a energia solar nunca possam existir para a maioria de nós, se esses testes forem positivos, poderemos obter outro motivo para comemorar os dias ensolarados.

Crédito: wired.co.uk


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