Un coche solar es un vehículo solar para su uso en vías públicas o pistas de carreras. Los vehículos solares son vehículos eléctricos que utilizan células solares autónomas para proporcionar energía total o parcial al vehículo a través de la luz solar. Los vehículos solares suelen contener una batería recargable para ayudar a regular y almacenar la energía de las células solares y del frenado regenerativo . Algunos automóviles solares se pueden conectar a fuentes de energía externas para complementar la energía de la luz solar utilizada para cargar su batería.
Los automóviles solares combinan tecnología típicamente utilizada en las industrias aeroespacial , de bicicletas , de energías alternativas y automotriz . El diseño de los vehículos solares siempre hace hincapié en la eficiencia energética para aprovechar al máximo la cantidad limitada de energía que pueden recibir de la luz solar. La mayoría de los coches solares se han construido con el fin de participar en carreras de coches solares . Sin embargo, se han diseñado y construido varios prototipos de coches solares diseñados para su uso en la vía pública.
Existen varias competiciones de coches solares en todo el mundo en las que generalmente participan equipos universitarios y de empresas. La competencia más destacada es el World Solar Challenge , que es una competencia internacional que se lleva a cabo en Australia. Algunas otras competiciones incluyen el American Solar Challenge y el United Solar Challenge.
En diciembre de 2022, solo había llegado a producirse un coche solar, el Lightyear 0 , pero con un ritmo de entrega limitado de un coche por semana. [1] En enero de 2023, la empresa detuvo la fabricación y venta de vehículos, y la empresa de producción del fabricante de vehículos, Atlas Technologies BV, solicitó protección por quiebra. [2] [3]
Se espera que la producción del Aptera comience en 2024. [4]
Los automóviles solares dependen de un panel solar que utiliza células fotovoltaicas (células fotovoltaicas) para convertir la luz solar en electricidad. A diferencia de la energía solar térmica, que convierte la energía solar en calor, las células fotovoltaicas convierten directamente la luz solar en electricidad. [5] Cuando la luz solar (fotones) incide sobre las células fotovoltaicas, excitan los electrones y les permiten fluir, creando una corriente eléctrica. Las células fotovoltaicas están hechas de materiales semiconductores como el silicio y aleaciones de indio, galio y nitrógeno. El silicio cristalino es el material más utilizado y tiene una tasa de eficiencia del 15 al 25%.
El primer modelo de automóvil solar inventado fue un pequeño vehículo de 15 pulgadas creado por el empleado de General Motors, William G. Cobb. Designado Sunmobile, lo exhibió en 1955 en la convención Powerama de Chicago. Estaba formado por 12 células fotovoltaicas de selenio y un pequeño motor eléctrico. [6]
En 1962, la International Rectifier Company añadió un panel solar a un Baker Electric de 1912 y presentó el primer automóvil solar que podía transportar pasajeros. [7]
El panel solar consta de cientos de células solares que convierten la luz solar en electricidad. Para construir una matriz, las células fotovoltaicas se colocan juntas para formar módulos que a su vez se colocan juntos para formar una matriz. [8] Los conjuntos más grandes en uso pueden producir más de 2 kilovatios (2,6 hp).
El panel solar se puede montar de seis maneras:
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La elección de la geometría del panel solar implica una optimización entre la potencia de salida, la resistencia aerodinámica y la masa del vehículo, así como consideraciones prácticas. Por ejemplo, una capota horizontal libre ofrece entre 2 y 3 veces la superficie de un vehículo con celdas integradas, pero ofrece una mejor refrigeración de las celdas y sombra para los pasajeros. También se están desarrollando paneles solares delgados y flexibles.
Los paneles solares en vehículos solares se montan y encapsulan de manera muy diferente a los paneles solares estacionarios. Los paneles solares en automóviles solares generalmente se montan con cinta adhesiva de doble cara de grado industrial directamente en la carrocería del automóvil. Las matrices se encapsulan utilizando finas capas de Tedlar.
Algunos vehículos solares utilizan células solares de arseniuro de galio, con eficiencias de alrededor del treinta por ciento. Otros coches solares utilizan células solares de silicio, con eficiencias de alrededor del veinte por ciento. [10]
El paquete de baterías de un automóvil solar típico es suficiente para permitirle recorrer 400 km (250 millas) sin sol y permitirle viajar continuamente a velocidades de 97 km/h (60 mph).
Los motores utilizados en los automóviles solares suelen generar alrededor de 2 o 3 caballos de fuerza, [11] sin embargo, los automóviles solares ligeros experimentales pueden alcanzar la misma velocidad que un automóvil familiar típico (100 mph (160 km/h)). [12]
Dos carreras de autos solares son el World Solar Challenge y el American Solar Challenge, competencias estilo rally en carretera terrestre disputadas por una variedad de equipos universitarios y corporativos.
El World Solar Challenge presenta un campo de competidores de todo el mundo que compiten para cruzar el continente australiano , en una distancia de 3.000 kilómetros (1.900 millas). Las velocidades de los vehículos han aumentado constantemente. Por ejemplo, las altas velocidades de los participantes en la carrera de 2005 provocaron que se cambiaran las reglas para los coches solares a partir de la carrera de 2007 y también de 2014.
El American Solar Challenge , anteriormente conocido como 'North American Solar Challenge' y 'Sunrayce USA', presenta en su mayoría equipos universitarios que compiten en intervalos cronometrados en los Estados Unidos y Canadá. Esta carrera también cambió las reglas para la carrera más reciente debido a que los equipos alcanzaron los límites de velocidad regulados. El American Solar Challenge más reciente tuvo lugar desde Independence , Missouri hasta Twin Falls , Idaho, del 9 al 16 de julio de 2022. [13]
El Dell-Winston School Solar Car Challenge es una carrera anual de autos con energía solar para estudiantes de secundaria. El evento atrae a equipos de todo el mundo, pero principalmente de escuelas secundarias estadounidenses. La carrera se celebró por primera vez en 1995. Cada evento es el producto final de un ciclo educativo de dos años lanzado por el Winston Solar Car Team. En los años impares, la carrera es un autódromo que comienza en Dell Diamond en Round Rock, Texas; el final del curso varía de un año a otro. En los años pares, la carrera es una carrera en pista alrededor del Texas Motor Speedway. Dell ha patrocinado el evento desde 2002.
El South African Solar Challenge es una carrera bianual de dos semanas de duración de coches propulsados por energía solar a lo largo y ancho de Sudáfrica. Los equipos tendrán que construir sus propios coches, diseñar sus propios sistemas de ingeniería y competir con esas mismas máquinas en los terrenos más exigentes que los coches solares jamás hayan visto. La carrera de 2008 demostró que este evento puede atraer el interés del público y que cuenta con el necesario respaldo internacional de la FIA. A finales de septiembre, todos los participantes despegarán de Pretoria y se dirigirán a Ciudad del Cabo por la N1, luego conducirán a lo largo de la costa hasta Durban, antes de escalar la escarpa en su camino de regreso a la línea de meta en Pretoria 10 días después. En 2008, el evento contó con el respaldo de la Federación Internacional de Solarcar (ISF), la Fédération Internationale de l'Automobile (FIA) y el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF), lo que la convirtió en la primera carrera solar en recibir el respaldo de estas tres organizaciones.
Hay otras carreras de distancia, como Suzuka , Phaethon , WGC (WSR/JISFC/WSBR) y el World Solar Rally en Taiwán . Suzuka y WGC es una carrera anual en pista en Japón y Faetón fue parte de la Olimpiada Cultural en Grecia justo antes de los Juegos Olímpicos de 2004 .
Guinness World Records reconoce un récord de velocidad en tierra para vehículos propulsados únicamente por paneles solares. Este récord lo ostenta actualmente el Sky Ace TIGA de la Universidad Ashiya . [14] El récord de 91,332 km/h (56,75 mph) se estableció el 20 de agosto de 2014 en el aeropuerto de Shimojishima , en Miyakojima , Okinawa , Japón. El récord anterior lo ostentaba la Universidad de Nueva Gales del Sur con el coche Sunswift IV . Se quitó su batería de 25 kilogramos (55 libras), por lo que el vehículo funcionaba únicamente con sus paneles solares. [15] El récord de 88,8 km/h (55,2 mph) se estableció el 7 de enero de 2011 en la base aérea naval HMAS Albatross en Nowra , batiendo el récord que anteriormente ostentaba el automóvil Sunraycer de General Motors de 78,3 kilómetros por hora (48,7 mph). . El récord se logra en un tramo de vuelo de 500 metros (1600 pies) y es el promedio de dos carreras en direcciones opuestas.
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El primer automóvil familiar solar se construyó en 2013. [16] Investigadores de la Universidad Case Western Reserve también desarrollaron un automóvil solar que puede recargarse más rápidamente gracias a los materiales utilizados en los paneles solares. [17]
El fabricante chino de paneles solares Hanergy planea construir y vender automóviles solares equipados con baterías de iones de litio a consumidores en China. [18] [19] Hanergy dice que cinco a seis horas de luz solar deberían permitir que las células solares de película delgada de los automóviles generen entre 8 y 10 kWh de energía al día, lo que permitiría al automóvil viajar unos 80 km (50 millas) con energía solar. poder solo. [20] El alcance máximo es de unos 350 km (217 millas).
En junio de 2019 se anunció el Lightyear One de energía solar , que desde entonces pasó a llamarse Lightyear 0 . Diseñado por antiguos ingenieros de Tesla y Ferrari , el capó y el techo del coche están compuestos por paneles solares. El vehículo también se carga con energía eléctrica regular y con estaciones de carga rápida. [21] En septiembre de 2021, se informó que la empresa Lightyear había recaudado suficiente dinero para llevar el vehículo a una producción limitada, a un costo de 149.000 €, entregando las primeras unidades en 2022. [22]
En agosto de 2019, Aptera Motors anunció una campaña de financiación para un vehículo eléctrico "Never Charge" muy eficiente y alimentado por energía solar, el Aptera , con un alcance de hasta 1000 millas. [23] [24] Esa campaña de financiación fue exitosa y se mostró el primer prototipo de Aptera y el vehículo eléctrico se lanzó el 4 de diciembre de 2020. [25] Hasta julio de 2023, se han construido y mostrado tres generaciones de prototipos, equipos de producción y herramientas. se está adquiriendo y la recaudación de fondos continúa.
En julio de 2020, el fabricante de automóviles alemán Audi firmó un memorando de entendimiento con una nueva empresa israelí Apollo-Power para un plan de desarrollo para incorporar paneles flexibles livianos patentados por la compañía en piezas de automóviles. La agenda de Apollo-Power es convertir todos los automóviles del mundo en solares.
En 2019 se anunció el Squad Solar City Car de Squad Mobility y en mayo de 2022 finalmente se presentó en los medios. El Squad Solar City Car es el primer microcoche solar para uso (sub)urbano.
