Het is 2024. We hebben het atoom gesplitst en zijn rovers op Mars geland. Toch zit er onder de motorkap van uw sedan een verbrandingsmotor waarvan de fundamentele architectuur sinds het begin van de 20e eeuw niet is veranderd. We hebben handslingers ingeruild voor drukknoppen. We ruilden canvas tops in voor versterkte stalen kooien. Maar vraag jezelf af: waarom geen vliegende auto’s? En nog belangrijker: waarom verbranden we nog steeds vloeibare fossiele brandstoffen voor transport als we een onbegrensde energiebron boven ons hoofd hebben?
Het antwoord is niet eenvoudig. Het gaat om natuurkunde, economie en een koppig vertrouwen op de benzinemotor die de afgelopen eeuw heeft bepaald.
De allure van zonne-energie voor auto’s
Zonne-energie is de term voor het gebruik van de energie van de zon om een apparaat of een elektrisch systeem van stroom te voorzien. We zien het overal. Zonnepanelen bestaan uit een raster van zonnecellen. Deze cellen verzamelen de energie van de zon en zetten deze om in elektrische energie. Je kunt zien dat deze technologie huizen aandrijft. Het drijft het internationale ruimtestation aan. Het houdt satellieten in een baan om de aarde. Wanneer correct gepositioneerd, valt de efficiëntie niet te ontkennen.
Planten absorberen de zonnestralen en slaan de energie op. Dieren eten de planten. Mensen eten de dieren. Het is een natuurlijke keten. Waarom geen auto?
Als de energie van de zon schoon en gratis is, waarom gebruiken we deze dan niet om auto’s aan te drijven? De logica lijkt onberispelijk. De zon levert energie zonder uitlaatgassen. Het levert energie zonder benzinepomp. Het lijkt de voor de hand liggende keuze voor auto’s op zonne-energie.
Het natuurkundeprobleem
De belofte in alternatieve brandstoffen zoals ethanol en waterstof bestaat. Ze bieden vermindering van de uitstoot. Maar ze vereisen infrastructuur die wij niet hebben. Zonne-energie niet. Je hebt geen pijpleiding nodig. U heeft geen nieuw tankstation nodig. Je hebt alleen dakruimte nodig.
De hoeveelheid energie die de aarde raakt, is echter enorm. De hoeveelheid energie die een enkele auto kan opvangen is klein. Op het middaguur levert de zon ongeveer 1.000 watt per vierkante meter. Een typisch zonnepaneel zou 20% daarvan kunnen opvangen. Dat is 200 watt per vierkante meter.
Een middelgrote SUV heeft een dakoppervlak van ongeveer 10 vierkante meter. Zelfs op een perfecte dag kijk je naar 2.000 watt aan vermogen. Dat is 2 kilowatt.
Een elektrisch voertuig heeft ongeveer 15 tot 20 kilowatt nodig om de snelheid op de snelweg te behouden. Een benzinemotor verbrandt voldoende brandstof om honderden pk’s te genereren. De zon brengt je niet in één keer van Los Angeles naar San Francisco. Niet zonder een zonnepaneel ter grootte van een voetbalveld.
Is een auto op zonne-energie een goede oplossing?
Blijf lezen om erachter te komen. De realiteit van auto’s op zonne-energie gaat niet over het vervangen van uw dagelijkse bestuurder. Het gaat om het vergroten van het bereik. Het gaat om druppelladen. Het gaat erom elke dag een paar kilometer extra te rijden met een Tesla of een Nissan Leaf zonder de stekker in het stopcontact te steken.
De technologie bestaat. We bouwen geen vliegende auto’s omdat de energiedichtheid van de energiebron het knelpunt is. De zon is overvloedig. De vangmethode wordt beperkt door het oppervlak. We gebruiken het niet als primaire bron voor het aandrijven van auto’s, omdat de wiskunde dit nog niet ondersteunt.
Maar de kloof wordt kleiner. De vraag is niet of we zonne-energie gaan gebruiken
