Слухи о том, что автомобили на солнечных батареях вот-вот начнут выпускать серийно, появляются регулярно, но никогда не подтверждаются. Например, сейчас есть как минимум четыре модели, производство которых должно стартовать в 2025 году. И на этот раз шансы есть. Рассказываем почему.

На квадратный метр земной поверхности, с учетом потерь в атмосфере, в среднем приходится 1020 Вт солнечной энергии в сутки. Вот только эффективность кремниевых панелей позволяет собрать в лучшем случае 20% этой энергии.

Эффективны ли солнечные панели?

Позволяют ли современные солнечные панели запасать электричество в достаточных для машины объемах? Дмитрий Степанов, генеральный директор компании «Альтрэн» и заведующий кафедрой УлГТУ, на этот вопрос ответил так: «Современные гибкие солнечные панели площадью 0,6 кв. м имеют мощность 0,135 кВт при пиковом освещении.

В пересчете на 1 кв. м это всего 0,225 кВт·ч. У стандартных стеклянных панелей те же 0,2–0,25 кВт·ч. И это при оптимальном угле установки, а не при горизонтальном расположении, как на крыше автомобиля».

Если машину длиной около 4,5 м оснастить солнечными панелями, их площадь составит порядка 5 кв. м. В идеальных условиях за час они смогут зарядить батарею на 1–1,25 кВт·ч, а за световой день — 10 часов — соответственно на 10–12,5 кВт·ч. Разумеется, без учета потерь энергии при зарядке.

На сколько километров пробега этого хватит? Если взять в качестве ориентира серийные электрокары, то они за 100 км в среднем расходуют 20 кВт·ч. Так что солнце может обеспечить автомобилю 50 км пробега в день. Тупик? Да, но нет.

Модели, получающие энергию напрямую от солнца, существуют. Более того, они способны преодолевать тысячи километров и разгоняться быстрее 100 км/ч. Правда, пока это лишь прототипы, сделанные в единственном экземпляре. Однако именно они прокладывают путь к созданию серийных солнцемобилей.

Солнечный рейс

Возможно, вы слышали о проводимых в Австралии гонках World Solar Challenge. Уже к 2005 году организаторы этого мероприятия убедились, что задача создания автомобилей на солнечной энергии, способных пересечь континент, решена. Во время соревнований прототипы проезжали сотни километров в день, причем до изменения регламента многие из них превышали установленное в Северной Австралии ограничение скорости в 130 км/ч.

Правда, модели-рекордсмены выглядели весьма специфически: с большой площадью поверхности, на тонких колесах и лишь с одним креслом — для водителя. Зачастую пилот даже не мог сесть (точнее, лечь) за руль без посторонней помощи. Стало очевидно, что это нерабочий вариант, рекорды ради рекордов. Тогда устроители World Solar Challenge решили стимулировать создание прототипов, которые могли бы стать базой для серийных солнцемобилей.

Для начала организаторы сократили разрешенную площадь солнечных панелей для класса Challenge до 6 кв. м, а потом и до 4, внесли в правила обязательную вертикальную посадку водителя. В 2013 году появился класс Cruiser с двух- и четырехместными машинами, причем за каждого пассажира разработчикам начислялись дополнительные очки. Первую победу в новом классе одержала команда Эйндховенского технологического университета с автомобилем Stella.

Автомобиль Stella

Что скрывала Stella

Как вы уже поняли, Stella была студенческим проектом. При длине 4,52 м, ширине 1,76 и высоте 1,12 она имела 5,8 кв. м солнечных панелей и получала от них около 1 кВт в час. В ходе гонки 2013 года автомобиль с тремя людьми на борту преодолел 3022 км за 40 часов 14 минут со средней скоростью 75 км/ч и максимальной 125 км/ч. Результат прекрасный — а достигнут он был благодаря массе машины в 388 кг, малому аэродинамическому сопротивлению и… подзаряжаемому от внешнего источника аккумулятору емкостью 15 кВт·ч.

В классе Cruiser последнее не запрещено — ограничена лишь масса батарей. Конечно, 15 кВт·ч — это совсем немного, но лишними они точно не были. Голландские студенты занимали в World Solar Challenge первые места еще трижды, с новыми модификациями солнцемобиля, а потом начали устраивать собственные шоу. В 2023 году они построили Stella Terra — «первый в мире внедорожный автомобиль на солнечных батареях».

Как гласили пресс-релизы, Terra могла проезжать до 710 км в день по дорогам или 550 км по бездорожью. Вот только эти данные относились к емкости батареи. Чтобы зарядить ее от солнца полностью, автомобилю требовалось несколько дней стоять на месте.

По официальной версии на это должно было уходить два-три дня, однако в итоге на преодоление 1000 км команда потратила 10 дней. И это при том, что в песках легкая, 1200 кг, Stella Terra не застревала. Да и поломка случилась лишь однажды: в системе рулевого управления лопнула алюминиевая трубка (скорее всего, тяга), которую быстро заменили.

Первый в мире серийный солнцемобиль?

Выпускники Эйндховенского технологического университета приложили руку и к разработке «первого в мире серийного автомобиля на солнечных батареях» — Lightyear 0. Потенциальным покупателям обещали цену на уровне 250 тыс. долларов. Старт производства на финском заводе Valmet Automotive был намечен на декабрь 2022 года, в интернете даже появились фотографии со сборочной линии с кузовами. Однако уже в январе следующего года дочерняя компания Atlas Technologies B.V., ответственная за выпуск Lightyear 0, объявила о банкротстве.

Автомобиль Lightyear 0

Через некоторое время проект возродился с моделью Lightyear 2. Планируемая цена — до 40 тыс. долларов., начало выпуска — 2025 год. Согласно пресс-релизу, пробег для Lightyear 2 составляет 800 км — при заявленной площади солнечных панелей в 5 кв. м он сможет пройти на энергии солнца целых 50 км. Остальное — на заряде, полученном от сети. То есть это просто электрокар со вспомогательными солнечными панелями. К слову, Lightyear 0 был таким же.

Существовал и другой многообещающий проект автомобиля на солнечной энергии — минивэн Sion от немецкой компании Sono Motors. Прототип, появившийся в 2023 году, был готов к серийному выпуску во втором полугодии на все том же финском Valmet Automotive. Объявили и цену: 25 тыс. евро.

Минивэн Sion от немецкой компании Sono Motors

Тут, однако, у фирмы закончились деньги; попытка собрать недостающие средства с помощью краудфандинговой кампании не удалась, и проект пришлось закрыть. Компания переключилась на оснащение вспомогательными солнечными панелями автобусов и грузовиков, а вернуть частным инвесторам их вложения обещала не позже 2025 года.

Мотоцикл с кузовом

Еще одну модель, почти готовую к производству, разработала американская компания Aptera Motors. Правда, формально это не машина: трехколесная Aptera сертифицирована в США как мототехника с автомобильными органами управления. Тем не менее у нее закрытый и, как заявляет производитель, безопасный кузов из композитных материалов, коэффициент его аэродинамического сопротивления Сх составляет 0,13.

Трехколесная Aptera

Благодаря тому, что в конструкции задействованы мотор-колеса, прототип оснастили полным приводом. А еще Aptera практична: хотя она и двухместная, объем багажника у нее составляет 32 кубических фута (около 900 л). Увы, за счет солнечных панелей площадью 3 кв. м легкий электрокар может пройти всего 64 км в день — при условии, что вы живете в солнечных краях. Еще 640 км пробега обеспечивают аккумуляторы, заряжаемые от сети.

Даже у минивена площадь кузова не позволяет собрать достаточное для полной независимости от электросети количество солнечной энергии.

На момент сдачи номера в печать серийный выпуск «американки» так и не стартовал, хотя был намечен на конец 2023 года. Тем не менее на сайте компании можно зарезервировать автомобиль по средней цене 33 тыс. долларов., и около 40 тыс. человек это уже сделали. При том что производить планируется всего 20 тыс. штук в год.

Скучно, зато реально и недорого

Гораздо приземленнее выглядит проект датской компании Squad Mobility, представившей на выставке CES 2024 в Лас-Вегасе багги L6 на солнечных батареях. За счет энергии света машина способна проехать от 20 до 30 км, и еще 100 — с помощью заряжаемых от сети литий-ионных аккумуляторов.

В основе багги — алюминиевая пространственная рама, привод — задний, подвеска — независимая. Максимальная скорость L6 составляет 45 км/ч, мест внутри два, но и заявленная цена всего 6500 долларов. Старт производства намечен на 2025 год. Кстати, на базе багги L6 планируют создать удлиненную версию, L7 — c местами для еще двоих пассажиров или грузовой платформой. Максимальная скорость новинки будет уже 70 км/ч.

Багги от Squad Mobility

Довольно реалистичным считается и проект японского кей-кара Puzzle от компании HW Electro — это микроавтобус длиной 3395 мм и шириной 1475 мм. Хотя большинство изображений с ним — рендеры, автомобиль существует и готовится выйти в серию. Японцы собираются поставлять его на рынок США уже со следующего года.

Солнечные панели у электрокара носят вспомогательный характер, как и у багги от Squad Mobility, — их площадь едва дотягивает до 1,5 кв. м. Зато аккумуляторы литий-железо-фосфатные, одни из самых перспективных на сегодняшний день. Они обеспечивают Puzzle пробег в 200 км.

Кей-кар Puzzle от компании HW Electro

Похоже, пока солнечная энергия для транспорта способна выступать лишь в качестве вспомогательной. На сегодняшний день логичнее использовать солнечные батареи для зарядки базовых станций. Однако с появлением новых типов солнечных панелей будет расти и их эффективность.

Если ее показатель достигнет, например, 80%, солнце обеспечит дневной пробег в 200 км. С другой стороны, для многих водителей и 50 км, полученных в подарок от светила, вполне достаточно.

источник