車とソーラーパネルの屋根

Apr 15, 2023

化石燃料を動力とするICE車両によって引き起こされる汚染を軽減するために、テクノワールドはエネルギー源として化石燃料を代替するさまざまな技術を開発し、採用してきました。 電気自動車は、ゼロエミッションのモビリティを実現するための最大の賭けの 1 つです。 フォルクスワーゲン グループやゼネラル モーターズなどの自動車大手の一部は、電動モビリティのオプションですでに市場を席巻し始めています。 モデル 3 を搭載したテスラ、アウディとその e-Tron、フォード マスタング マッハ E、ヒュンダイ コナなどが、ここ数年および数か月で市場での存在感を確立したモデルです。

EV は燃料としてバッテリー技術に依存しています。 燃料を補給するには、ICE 車両のガソリン スタンドと同様に、バッテリー プラグイン ステーションまたはスワッピング ポイントが使用されます。 ここから最初の細かい作業が始まります。 電力網は依然として化石燃料を利用したエネルギーで電力を供給されているため、電気自動車は充電時にある化石燃料を別の化石燃料に置き換えているだけだと批判者は指摘する。 考えてみると、この議論を回避する明白な方法が 2 つあります。 1 つは、ソーラー パネルを使用して自動車を直接充電すること、2 つは EV 充電ステーションに再生可能エネルギーを確実に供給することです。 ここでよくわかるように、後者を達成する確率は前者よりもはるかに高くなります。

車のソーラールーフ

これまで、ソーラーパネルの設置を検討するのに最も合理的な場所は車の屋根でした。 これらのソーラールーフを通じて生成されたエネルギーは、車両の走行、または実際にはいくつかの重要な補助機器の走行に利用されます。 さらに、自動車はバッテリーにエネルギーを蓄えることができるため、曇りの日や夜間など、直射日光が当たらない場合には、蓄えたエネルギーを車内の一部のデバイスに電力を供給するために使用することができます。

しかし、ソーラーパネル車は実現可能でしょうか?

一般的な家庭のエネルギー需要を満たすには、500 平方フィートをカバーする太陽電池アレイが基本要件となります。 しかし、電気自動車に必要なエネルギーはどれだけあれば十分なのでしょうか?

数年前、電気自動車の充電に必要なソーラーパネルの数を評価する研究が行われました。 したがって、この研究では、小型セダンモデルの日産リーフが 1 日あたり約 80 マイルで走行するには、合計 3.44 キロワットのソーラーパネルが必要であることが判明しました。 現在最大 800W の最高出力パネルを使用したとしても、50 マイル走行する日産リーフに電力を供給するのに十分な太陽エネルギーを生成するには、車に少なくとも 4 枚のパネルが必要になります。 残念ながら、設計と物流の都合上、配置できるのは 1 つまたはもう少し多くなります。 したがって、利用可能な表面積が不十分であるため、この概念は実際の使用にはまったく適していません。

しかし、このことは自動車メーカーがこのコンセプトを車に採用する取り組みを止めるわけではありません。 Sono Motors、Lightyear Automotive、Karma、Hyundai、Toyota などの一部の自動車メーカーとその製品は、すでにこのアイデアの実現に成功しています。 これらは、ソーラー パネルの設計と柔軟性の進歩によって助けられました。 ただし、それらの多くは「太陽光発電」とは言えません。外部バッテリー補助装置なしで非常に短い距離を移動するには、現実的ではないほど数時間の充電が必要です。 これらのハイブリッド電気自動車は、太陽電池の助けを借りてわずかな追加の電力を生成します。

もう 1 つの興味深く印象的なコンセプトは、ソーラールーフを利用した EV 充電です。 これにより、クリーン エネルギー生成源が得られるだけでなく、屋上太陽光発電 (SRTPV) 設備を備えた電気自動車充電ステーション (EVCS) は、送電網を備えたものよりも経済的に実行可能です。 ただし、この場合も、現時点では、太陽光発電とは基本的に、実際の充電ではなく、ディスプレイユニットなどの主要な機器に電力を供給するために太陽光を使用することを意味します。現場の太陽光発電屋根では急速充電出力がまったく不可能であるためです。 はい、大規模なエネルギー貯蔵設備も存在する場合、別の大型の地上設置型太陽光発電所がそのような発電所に電力を供給することができます。 しかし、そのためのコストは現時点では容認できないレベルに達しています。 ソーラーカーポートは日に日に大型化しているため、カーポートの下に駐車した車両への電力供給も兼ねるカーポートが遅かれ早かれ登場することが予想されます。

彼らはモーターです

SonoモーターはヨーロッパでSion Electricを提供しており、この車は2023年にアメリカに到着する可能性がある。35kWhのバッテリーを搭載しており、1回の充電で推定158マイル（255km）の航続距離が得られる。 興味深いことに、Sono Motors は、この車は太陽電池のみを使用して 1 日あたり最大 34 キロメートルの航続距離を獲得できると主張しています。

Sion は、ルーフ、ボンネット、トランク、サイドに約 248 個の太陽電池を搭載し、市場の自動車で最大のソーラー スペースの 1 つを提供し、自動車の表面全体で 1.2 kW を発電します。

ライトイヤー・オートモーティブ

ソーラールーフ付き車両のもう 1 つの候補は、Lightyear One モデルです。 シオンに比べて高価です。 しかし、Lightyear One には 60 kWh のバッテリーが搭載されているため、高コストは無駄ではありません。 さらに、この車の洗練されたデザインは、Sono が提供できる航続距離のほぼ 3 倍を実現します。 この車の航続距離は 710 キロメートルという驚くべきものです。

もう 1 つの顕著な特徴は、5 平方メートルの太陽電池を搭載したライトイヤー ワンの屋根でしょう。 それらは非常に高密度に配置されているため、屋根とボンネットにあるソーラーパネルは、Sono がほぼ全身にソーラー設計を備えているのとほぼ同じ発電電力を供給します。

さらに、ライトイヤー氏は、One は明るい太陽の下で 1 時間過ごすごとに 12 km (7.46 マイル) の航続距離を獲得できると主張しています。

ヒュンダイ アイオニック 5

ヒュンダイ Ioniq 5 には、2 つのバッテリー サイズと 2 つのドライブトレイン (AWD (全輪駆動) と RWD (後輪駆動)) が付属しています。 標準的な 58 kWh バッテリー 1 つで最大 200 km/125 マイルの航続距離を実現し、72.6 kWh 長距離バッテリーでは 1 回の充電で最大 500 km/310 マイルの航続距離を実現できます。 Ioniq 5 の屋根にはソーラー パネルが搭載されており、バッテリー駆動の電気自動車を補完する役割を果たします。 太陽光発電は、走行距離の増加、排出基準への適合、車両オペレーターの利便性、および節約という利点を考慮して選択されました。 ヒュンダイは、太陽エネルギーだけを利用することで、年間航続可能距離が 2000 km (1 日あたり 5 ～ 6 km) になると主張しています。

ヒュンダイはおそらく、他の電気自動車、さらには電動自転車、電動自転車、パーソナル電子機器を充電できる機能を備えた Ioniq 5 CUV (クロスオーバー SUV) モデルで一歩先を行ったでしょう。 15% を超えると、別の EV を充電するために接続される場合があります。 車の充電速度はわずか 3.6kW です。

太陽光発電によるEV充電

ソーラーパネルは無料で電気を生成します（初期設備投資後）。また、エネルギーを貯蔵するための安全で便利な方法も提供します。ソーラー充電ステーションは、EV 用のバックアップ電力の究極の形態です。 電気自動車用のソーラー充電ステーションには、セットアップに応じて、オフグリッドソーラーベースのEV充電ステーションとオングリッドソーラーベースのEV充電ステーションの2種類があります。

オングリッドソーラーEV充電ステーション

送電網に接続された太陽エネルギーシステムは、電力を送電網に伝送します。 太陽エネルギー システムが送電網に電力を供給している場合、家庭で発電された電力は電力会社に販売されます。 ユーザーは電力会社からクレジットの形で電力の返還を受け取ります。 したがって、そのクレジットを使用して自宅で車を再充電できます。

系統接続された電気自動車の充電器は、電力をバッテリーに蓄えるオフグリッド充電器よりもわずかに安価です。

オフグリッドソーラー充電ステーション

電気自動車の自律再生可能充電器は、地元の電力会社への接続を必要としません。 バッテリーは、パネルを通じて生成された太陽エネルギーの貯蔵ポイントです。 したがって、この蓄電ポイントは EV の充電ニーズに対応します。

電力網への接続が不要なため、オフグリッド電気自動車充電器は事実上どこにでも設置できます。