Cada vez mais fabricantes de automóveis e institutos de pesquisa estão desenvolvendo conceitos que combinam mobilidade eletrônica e energia solar. Até agora, as extensões da gama de painéis para carros entre 10 e 60 km são o limite da inovação. O teto do Fraunhofer é tingido com uma cor que oculta as células, mas deixa passar a maior parte da luz.
O teto solar do Fraunhofer ISE é "invisível". - Imagem: Fraunhofer ISE
Quem pensaria que os painéis solares atrairiam atenção em uma das maiores feiras de automóveis do mundo?
O Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar trouxe uma aplicação de módulos fotovoltaicos ao seu estande no International Motor Show em Frankfurt, Alemanha. Com a mobilidade elétrica nos lábios de todos, a incorporação de módulos solares na carroceria do carro é a mais atraente, e o Fraunhofer ISE apresentou um teto de carro com células de silício monocristalino.
O teto integrado da cabine tem uma potência máxima de 210 W/m². No teto de uma cabine de tamanho padrão, isso somaria cerca de 300 W. Em um dia ensolarado de verão, a autonomia de direção poderia ser estendida em cerca de 10 km.
"Isso corresponde a um aumento anual de uma quilometragem média de aproximadamente 10%, ou uma redução equivalente no consumo de combustível", anunciou Fraunhofer. "O cálculo é baseado na radiação solar não sombreada em Freiburg im Breisgau, no consumo de um carro elétrico de 17 kWh por 100 km e em uma quilometragem anual de 15.000 km". O instituto afirmou que seria possível usar a corrente gerada para alimentar o ar condicionado ou o aquecimento, uma vez que ambos consomem energia que de outra forma limitaria o alcance.
As células se sobrepõem um pouco e grudam em um adesivo eletricamente condutor. Isso garante que toda a superfície do telhado possa ser usada. Segundo os desenvolvedores do teto solar, as perdas de resistência são menores e a arquitetura de sombreamento melhora, o que se traduz em um aumento de eficiência de 2%.
Fraunhofer também enfatizou a estética do telhado. As células solares são laminadas em um filme de polímero entre painéis de vidro esfericamente curvados, o que os torna adequados para os telhados panorâmicos de automóveis. O vidro é manchado com uma cor especial para ocultar as células solares. Com menos de 2% de perdas de eficiência, o revestimento de vidro 'Morpho-Color' poderia ser uma adição estética razoável que não comprometeria significativamente a funcionalidade, de acordo com seu desenvolvedor.
Desde 2016, o Fraunhofer ISE explora as aplicações de painéis solares para eletromobilidade. Os pesquisadores já equiparam seis caminhões nos EUA. e Europa com sensores de irradiação e temperatura e mapearam os parâmetros por um período prolongado. Na Europa, diz-se que um teto de caminhão típico oferece um potencial anual de geração solar de 5-7 MWh.
Durante o último ano, os fabricantes apresentaram conceitos de carros movidos a energia solar. A empresa holandesa Lightyear anunciou um carro movido a energia solar com um alcance de 450 milhas - 40-50 deles fornecidos pela carroceria do veículo. Isso multiplica por quase nove o alcance do teto solar Fraunhofer.
Depois de adicionar um teto solar de 180 W ao seu modelo Prius em 2017, a montadora japonesa Toyota fez uma parceria com a Sharp e a Organização para o Desenvolvimento de Nova Energia e Tecnologia Industrial para desenvolver uma tecnologia celular que buscava oferecer eficiência 34% de conversão em massa. A célula de junção tripla combina fosfeto de índio e gálio (InGaP), arseneto de gálio (GaAs) e arseneto de índio e gálio (InGaAs). As células cobrem o capô, teto e porta-malas, fornecendo 860 W. A Toyota disse que o ganho de alcance seria de 40 a 60 km.
A Hyundai também equipou seu modelo Sonata com um teto solar que, segundo ele, poderia fornecer 1300 km de autonomia adicional por ano.
Os fabricantes precisam lidar com o desafio de fornecer a corrente e a tensão corretas do teto solar enquanto o carro está em movimento. O Prius solar 2017, assim como o Hyundai Sonata, só podem carregar baterias quando estão inativas.
A Toyota, no entanto, anunciou mais tarde que a nova versão do Prius poderia estender seu alcance à medida que viaja. O Lightyear também possui uma bateria menor, que depende do teto solar do carro de 16 pés quadrados para estender o alcance.
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