Un coche solar es un vehículo solar que se utiliza 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 coches solares se pueden conectar a fuentes de energía externas para complementar la energía de la luz solar utilizada para cargar su batería.
Existen varias competiciones de coches solares en todo el mundo en las que suelen participar equipos universitarios y de empresas. La competición más destacada es el World Solar Challenge , una competición internacional que se celebra en Australia. Otras competiciones son el American Solar Challenge y el United Solar Challenge.
En diciembre de 2022, solo se había producido un automóvil solar, el Lightyear 0 , pero a un ritmo limitado de entrega de un automóvil por semana. [1] En enero de 2023, la empresa detuvo la fabricación y las ventas de vehículos, y la empresa de producción del fabricante de vehículos, Atlas Technologies BV, solicitó protección por quiebra. [2] [3]
Los coches solares dependen de un sistema 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 en las células fotovoltaicas, excitan a 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 común y tiene una tasa de eficiencia del 15-25%.
Historia
El primer modelo de coche solar inventado fue un diminuto vehículo de 15 pulgadas creado por William G. Cobb, empleado de General Motors. Lo denominó Sunmobile y lo exhibió en 1955 en la convención Powerama de Chicago. Estaba compuesto 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]
Paneles solares
El conjunto solar consta de cientos de células solares que convierten la luz solar en electricidad. Para construir un conjunto, las células fotovoltaicas se colocan juntas para formar módulos que, a su vez, se colocan juntos para formar un conjunto. [8] Los conjuntos más grandes que se utilizan pueden producir más de 2 kilovatios (2,6 hp).
horizontal . Esta disposición, la más común, proporciona la mayor potencia total durante la mayor parte del día en latitudes bajas o veranos en latitudes más altas y ofrece poca interacción con el viento. Los conjuntos horizontales pueden estar integrados o tener la forma de un dosel libre.
vertical . Esta disposición se encuentra a veces en velas independientes o integradas para aprovechar la energía eólica. [9] La energía solar útil se limita a las mañanas, las tardes o los inviernos y cuando el vehículo apunta en la dirección correcta.
Ajustable . Los paneles solares libres se pueden inclinar con frecuencia sobre el eje de desplazamiento para aumentar la potencia cuando el sol está bajo y bastante de lado. Una alternativa es inclinar todo el vehículo cuando está estacionado. El ajuste de dos ejes solo se encuentra en vehículos marinos, donde la resistencia aerodinámica tiene menos importancia que en los vehículos de carretera.
El Squad Solar City Car, tal y como se presentó en el evento Fully Charged 2022 en Ámsterdam.Integrado . Algunos vehículos cubren toda la superficie disponible con células solares. Algunas de las células estarán en un ángulo óptimo, mientras que otras estarán a la sombra.
Remolque . Los remolques solares son especialmente útiles para reequipar vehículos existentes con poca estabilidad, por ejemplo, bicicletas. Algunos remolques también incluyen las baterías y otros, además, el motor de accionamiento.
remoto . Al montar el panel solar en una ubicación fija en lugar del vehículo, se puede maximizar la potencia y minimizar la resistencia. Sin embargo, la conexión virtual a la red implica más pérdidas eléctricas que con los vehículos solares reales y la batería debe ser más grande.
La elección de la geometría de los paneles solares implica una optimización entre la potencia de salida, la resistencia aerodinámica y la masa del vehículo, así como consideraciones prácticas. Por ejemplo, una cubierta horizontal libre proporciona una superficie dos o tres veces mayor que la de un vehículo con células integradas, pero ofrece una mejor refrigeración de las células y una mejor protección para los pasajeros. También se están desarrollando paneles solares delgados y flexibles.
Los paneles solares de los coches solares se montan y encapsulan de forma muy diferente a los paneles solares fijos. Los paneles solares de los coches solares suelen montarse con cinta adhesiva de doble cara de calidad industrial directamente sobre la carrocería del coche. Los paneles se encapsulan con capas finas de Tedlar.
Algunos coches 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]
Baterías
El paquete de baterías de un automóvil solar típico es suficiente para permitir que el automóvil recorra 250 millas (400 kilómetros) sin sol y que viaje continuamente a velocidades de 60 mph (97 km/h).
Motores
Los motores utilizados en los coches solares suelen generar unos 2 o 3 caballos de fuerza, [11] aunque los coches solares ligeros experimentales pueden alcanzar la misma velocidad que un coche familiar típico (100 mph (160 km/h)). [12]
Dos carreras de autos solares son el World Solar Challenge y el American Solar Challenge, competiciones de estilo rally terrestre en las que participan diversos equipos universitarios y corporativos.
El World Solar Challenge cuenta con competidores de todo el mundo que compiten para cruzar el continente australiano a lo largo de una distancia de 3.000 kilómetros (1.900 millas). Las velocidades de los vehículos han aumentado de forma constante. Por ejemplo, las altas velocidades de los participantes de la carrera de 2005 hicieron 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', cuenta con equipos principalmente universitarios que compiten en intervalos cronometrados en 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 se llevó a cabo 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 coches 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 circuito que comienza en el Dell Diamond en Round Rock, Texas; el final del circuito 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 en la que participan coches propulsados por energía solar que recorre todo el territorio sudafricano. Los equipos tendrán que construir sus propios coches, diseñar sus propios sistemas de ingeniería y competir con esas mismas máquinas en el terreno más exigente que jamás hayan visto los coches solares. La carrera de 2008 demostró que este evento puede atraer el interés del público y que cuenta con el apoyo internacional necesario de la FIA. A finales de septiembre, todos los participantes saldrán de Pretoria y se dirigirán a Ciudad del Cabo por la N1, para luego conducir a lo largo de la costa hasta Durban, antes de escalar la escarpadura de camino de vuelta a la línea de meta en Pretoria 10 días después. En 2008, el evento recibió el apoyo de la Federación Internacional de Coches Solares (ISF), la Federación Internacional del Automóvil (FIA) y el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF), lo que la convirtió en la primera carrera solar en recibir el apoyo de estas tres organizaciones.
Sunswift IV y el vehículo de control durante los intentos de récord de velocidad en el HMAS Albatross
Los Guinness World Records reconocen un récord de velocidad terrestre 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 Shimojishima , en Miyakojima , Okinawa , Japón. El récord anterior lo tenía la Universidad de Nueva Gales del Sur con el coche Sunswift IV . Se le quitó la batería de 25 kilogramos (55 lb) para que el vehículo funcionara 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 , rompiendo el récord que ostentaba anteriormente el coche Sunraycer de General Motors de 78,3 kilómetros por hora (48,7 mph). El récord se lleva a cabo en un tramo de 500 metros (1.600 pies) y es el promedio de dos carreras en direcciones opuestas.
El primer automóvil familiar solar se construyó en 2013. [16] Los investigadores de la Universidad Case Western Reserve también han desarrollado 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 los consumidores en China. [18] [19] Hanergy dice que de cinco a seis horas de luz solar deberían permitir que las células solares de película fina de los automóviles generen entre 8 y 10 kWh de energía al día, lo que le permitiría al automóvil viajar unos 80 km (50 mi) solo con energía solar. [20] La autonomía máxima es de unos 350 km (217 mi).
En junio de 2019 se anunció el Lightyear One , un coche solar eléctrico 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 normal, así como 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 coste de 149.000 euros, entregando las primeras unidades en 2022. [22]
Primer prototipo del vehículo eléctrico alimentado con energía solar Aptera
En agosto de 2019, Aptera Motors anunció una campaña de financiación para un vehículo eléctrico "Never Charge" muy eficiente y alimentado con energía solar, el Aptera , con una autonomía de hasta 1000 millas. [23] [24] Esa campaña de financiación tuvo éxito y se mostró el primer prototipo de Aptera y el vehículo eléctrico se lanzó el 4 de diciembre de 2020. [25] A julio de 2023, se han construido y mostrado tres generaciones de prototipos, se están adquiriendo equipos y herramientas de producción y continúa la recaudación de fondos.
En julio de 2020, el fabricante de automóviles alemán Audi firmó un memorando de entendimiento con la start-up israelí Apollo-Power para desarrollar un plan de incorporación de paneles flexibles ligeros patentados por la empresa en las piezas de los automóviles. El objetivo de Apollo-Power es convertir todos los automóviles del mundo en vehículos solares.
En 2019 se anunció el Squad Solar City Car de Squad Mobility y en mayo de 2022 se presentó finalmente en los medios. El Squad Solar City Car es el primer microcoche solar para uso (sub)urbano.
^ "Lightyear 0 Solar EV entra en producción a un ritmo de uno por semana". InsideEVs . Consultado el 18 de enero de 2023 .
^ "La unidad Lightyear 0 quiebra, el impacto en los planes futuros de la marca no está claro". DutchNews.nl . Consultado el 26 de enero de 2023 .
^ "La producción de Lightyear 0 se suspende mientras la empresa se centra en un modelo asequible". InsideEVs . Consultado el 24 de enero de 2023 .
^ Chris (27 de enero de 2023). «Aptera anuncia un programa acelerador para poner en marcha el plan de producción». Aptera . Consultado el 6 de mayo de 2023 .
^ "Pimentel, D. "Energía renovable: cuestiones económicas y ambientales"". Archivado desde el original el 2020-09-24 . Consultado el 2011-01-28 .
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^ El coche solar más rápido del mundo rompió el récord Guinness
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^ "El Lightyear One es un vehículo eléctrico de largo alcance alimentado con energía solar". 26 de junio de 2019.
^ Lightyear recauda 110 millones de dólares para sacar al mercado su coche eléctrico "solar" de 170.000 dólares - Electrek (archivado)
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^ "Aptera Motors Corp. | Vehículos eléctricos". Aptera . Aptera Motors Corp . Consultado el 4 de enero de 2020 .
^ Hardwick, Sarah (4 de diciembre de 2020). «Aptera revela el primer vehículo solar que nunca se carga». Aptera_Motors . Consultado el 6 de diciembre de 2020 .
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