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Ha senso il solare montato sull'auto?
La scorsa settimana, il quotidiano giapponese Nikkei ha suscitato scalpore segnalando che una Toyota Prius ridisegnata, che uscirà il prossimo anno, sarà dotata di pannelli solari. I portavoce della Toyota non confermeranno né smentiranno il rapporto, ma diverse aziende offrono già kit per il tetto solare per la Prius e i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti a Golden, CO, ne hanno testato uno su una Prius modificato per essere collegato alla rete elettrica. La loro conclusione: per il momento, gli ibridi plug-in caricati da pannelli solari fissi sono un'opzione più efficiente ed economica.
Vale il costo?: Il tetto solare incollato a questa Prius combina 146 celle di silicio cristallino da quattro pollici quadrati in grado di generare un totale di 215 watt. Il pannello, che può aggiungere cinque miglia all'autonomia di 50 miglia esclusivamente elettriche dell'auto, è disponibile per $ 3.500 da Solar Electrical Vehicles. Qualcosa di simile potrebbe presto essere installato in fabbrica da Toyota.
L'idea di celle solari montate sull'auto non è nuova: all'inizio degli anni '90, Mazda offrì la sua berlina di lusso 929 con celle solari opzionali nel tetto apribile in vetro per azionare le ventole che rimuovevano l'aria calda dall'auto. Ma la maggior parte dei sistemi solari di bordo fino ad oggi è costata diverse migliaia di dollari generando meno di 100 watt di energia, migliorando l'efficienza del carburante di un veicolo solo di qualche punto percentuale. Penso che sia più un espediente di marketing, afferma Andrew Frank, un pioniere dell'ibrido plug-in presso l'Università della California, Davis, e chief technology officer per lo spin-off di veicoli ibridi UC-Davis Trasmissioni efficienti . Ci vogliono kilowatt per guidare davvero l'auto.
La limitata superficie del tetto dell'auto è un vincolo alla produzione di energia dei pannelli. Un altro è che non possono essere inclinati perpendicolarmente al sole per una cattura ottimale dell'energia, a differenza della maggior parte dei pannelli fotovoltaici negli edifici o nelle fattorie solari, che seguono il sole o sono installati con un'inclinazione fissa verso sud.
I ricercatori del NREL hanno testato la portata di queste limitazioni dotando il plug-in Prius che hanno costruito all'inizio di quest'anno con il pannello solare da tetto più potente sul mercato. Assemblato da Veicoli elettrici solari , con sede a Westlake Village, in California, il pannello copre completamente il tetto della Prius, collegando insieme 146 celle di silicio cristallino da quattro pollici quadrati in grado di generare un totale di 215 watt. Tuttavia, l'ingegnere senior della NREL Tony Markel afferma che i test del suo gruppo suggeriscono che l'uscita raggiungerà il massimo vicino a 165 watt in condizioni di utilizzo normale.
Questo è un piccolo miglioramento rispetto alla spinta che la Prius plug-in ottiene dalla sua batteria agli ioni di litio extra. Markel afferma che i sei kilowattora di elettricità disponibili dalla batteria completamente carica consentono alla Prius di NREL di ottenere circa 100 miglia per gallone nelle prime 50 miglia di guida, più del doppio dell'efficienza del carburante di una Prius standard. In altre parole, la ricarica notturna dovrebbe portare l'auto a circa 50 miglia durante la guida leggera. Markel afferma che NREL deve ancora quantificare l'impatto aggiuntivo del pannello solare, ma che le cinque ore di buona luce solare che l'auto vede in un giorno medio le darebbero una potenza elettrica di al massimo 0,825 chilowattora. Il sistema probabilmente aumenterebbe l'efficienza del carburante del plug-in per le prime 50 miglia da 100 a 105 miglia per gallone, dice.
Anche questo miglioramento limitato ha un costo considerevole. Solar Electrical Vehicles vende i suoi pannelli per $ 3.500, mentre NREL avrebbe potuto potenziare la sua batteria al litio per prelevare un altro chilowattora dalla rete per soli $ 1.000.
Markel osserva, tuttavia, che Solar Electrical sta producendo a volumi molto bassi, solo due o tre sistemi al giorno, secondo il presidente della società Greg Johanson. Le economie di scala potrebbero abbassare drasticamente il prezzo del sistema. Markel afferma che anche l'ottimizzazione dell'interfaccia elettronica tra il pannello solare e le batterie ibride potrebbe aumentare le prestazioni. L'elettronica sarà fondamentale, dice. So che i loro sistemi non sono progettati specificamente per l'applicazione, quindi probabilmente non sono l'approccio più efficiente.
L'altro pannello solare sul tetto sul mercato, dal concorrente di Solar Electrical Solatec , opera esattamente come Nikkei ha detto che Toyota lo farebbe: invece di caricare la batteria del sistema ibrido, carica la batteria ausiliaria al piombo che aziona il condizionatore d'aria, la radio e altre periferiche della Prius. L'attuale sistema di Solatec fornisce solo 24 watt e costa $ 1.650 disinstallato, meno della metà di quello di Solar Electrical. Il prezzo e la produzione più bassi sono entrambi un sottoprodotto delle celle solari a film sottile meno potenti utilizzate dal sistema.
Insoddisfatto del fascino visivo dei pannelli flessibili in silicio amorfo che l'azienda utilizza dal 2005, il presidente di Solatec Howard Fuller afferma che l'azienda sta ora testando un prototipo per il suo prodotto di prossima generazione utilizzando celle stampate dallo sviluppatore di plastica-fotovoltaico Tecnologie Konarka . Konarka mette fuori uno splendido pannello, sgorga Fuller. Sembra un paio di strisce da corsa lassù sul tetto.
Esperti come Frank e Markel affermano che la costruzione di grandi installazioni solari fisse per generare l'energia necessaria per caricare i veicoli elettrici sarà più conveniente rispetto all'installazione di pannelli solari a bordo. Vogliamo vedere il sole guidare l'intera società, compresi i nostri mezzi di trasporto, afferma Frank. Questo, dice, richiederà megawatt di energia. Il massimo sarebbe avere tutti i centri commerciali e i parcheggi industriali con pannelli solari in cima. Ti dà un po' di ombra e allo stesso tempo ricarica la tua auto.
Frank afferma che, anche se il solare a bordo è un espediente di marketing, potrebbe far avanzare l'elettrificazione dei trasporti pubblicizzando la possibilità di sostituire la benzina con energia rinnovabile. Che si tratti di percezione o reale non importa, dice, perché crea consapevolezza pubblica.