Сейчас 2024 год. Мы расщепили атом и высадили марсоходы на Марс. Однако под капотом вашего седана всё ещё стоит двигатель внутреннего сгорания, фундаментальная архитектура которого не изменилась с начала 1900-х годов. Мы заменили заводные рукоятки на кнопки запуска, а тканевые крыши — на усиленные стальные каркасы. Но задайте себе вопрос: почему нет летающих машин? И что ещё важнее: почему мы всё ещё сжигаем жидкие ископаемые виды топлива для транспорта, когда над нами находится неиссякаемый источник энергии?
Ответ непрост. Он включает в себя физику, экономику и упрямую приверженность бензиновому двигателю, который определял облик прошлого века.
Привлекательность солнечной энергии для автомобилей
Солнечная энергия — это термин, обозначающий использование энергии солнца для питания устройства или электрической системы. Мы видим её повсюду. Солнечные панели состоят из сетки солнечных элементов. Эти элементы собирают энергию солнца и преобразуют её в электрическую энергию. Вы можете видеть эту технологию, питающую дома. Она питает Международную космическую станцию. Она удерживает спутники на орбите. При правильном расположении эффективность неоспорима.
Растения поглощают солнечные лучи и накапливают энергию. Животные едят растения. Люди едят животных. Это естественная цепь. Почему бы не сделать то же самое с автомобилем?
Если энергия от солнца чистая и бесплатная, почему мы не используем её для питания автомобилей? Логика кажется безупречной. Солнце предоставляет энергию без выхлопных газов. Оно предоставляет энергию без заправки на бензоколонке. Это кажется очевидным выбором для автомобилей на солнечной энергии.
Проблема физики
Обещание альтернативных видов топлива, таких как этанол и водород, существует. Они обеспечивают сокращение выбросов. Но для них требуется инфраструктура, которой у нас нет. Для солнечной энергии это не так. Вам не нужна труба. Вам не нужны новые заправочные станции. Вам просто нужно место на крыше.
Однако количество энергии, падающей на Землю, огромно. Количество энергии, которое может уловить один автомобиль, ничтожно мало. Солнце доставляет около 1000 ватт на квадратный метр в полуденный пик. Типичная солнечная панель может уловить 20% от этого. Это 200 ватт на квадратный метр.
Среднеразмерный внедорожник имеет площадь крыши около 10 квадратных метров. Даже в идеальный день вы получаете 2000 ватт мощности. Это 2 киловатта.
Электромобилю требуется около 15–20 киловатт для поддержания скорости на шоссе. Бензиновый двигатель сжигает достаточно топлива, чтобы генерировать сотни лошадиных сил. Солнце не доставит вас из Лос-Анджелеса в Сан-Франциско на одном заряде. Не без солнечной панели размером с футбольное поле.
Является ли автомобиль на солнечной энергии хорошим решением?
Продолжайте читать, чтобы узнать. Реальность автомобилей на солнечной энергии заключается не в замене вашего повседневного автомобиля. Она заключается в увеличении запаса хода. Она заключается в медленной зарядке. Она заключается в добавлении нескольких миль к запасу хода Tesla или Nissan Leaf каждый день без подключения к розетке.
Технология существует. Мы не строим летающие машины, потому что плотность энергии источника является узким местом. Солнце изобилует. Метод улавливания ограничен площадью поверхности. Мы не используем его для питания автомобилей в качестве основного источника, потому что математика пока этого не поддерживает.
Но разрыв сокращается. Вопрос не в том, будем ли мы использовать солнечную энергию
