Skupina australských vědců plánuje ujet se sériovým elektromobilem 9380 kilometrů kolem Austrálie, aniž by navštívili dobíjecí stanici. Vše, co je zapotřebí k dobíjení vozu, si chtějí uložit a srolovat dovnitř do vozu.
Projekt s názvem Charge Around Australia je především demonstrativní. Jeho cílem je předvést možnosti autory rozvíjené technologie a také jejího možného využití v odlehlých oblastech naší planety.
Autor nápadu Stuart McBaine s sebou během cesty, která má začít v září letošního roku, poveze v kufru totiž velmi dlouhou roli sbalených fotovoltaických článků, dohromady údajně o hmotnosti zhruba 100 kilogramů. Celkem jde o osmnáct velmi dlouhých, flexibilních panelů, každý s délkou necelých 20 metrů. Jak jste asi uhodli, posádka bude panely pravidelně (vlastně každý den) rozvíjet a auto nabíjet s jejich pomocí.
Dvourozměrné tištěné solární panely navrhl tým vědců z univerzity v australském Newcastlu. Panely jsou tenké, lehké plastové role. Tým tvrdí, že je lze vyrobit za cenu nižší než 10 dolarů za metr čtvereční z komerční tiskárny původně používané pro tisk etiket na víno.
Jak nepochybně tušíte, celý nápad má své slabiny, jinak by takové panely používal každý. V čem tkví? Jak jsme již uváděli, Stuart McBain s kolegy se na cestu vydají v září letošního roku. Do svého cíle se mají dostat až na konci roku: cesta po obvodu Austrálie jim bude trvat zhruba tři měsíce. Není to proto, že by záměrně zvolili výletní tempo a celou cestu si tak užívali. Jinak to z technického hlediska nejde: tým bude schopen zhruba denně jet pouze zhruba dvě hodiny, pak bude dalších šest hodin nabíjet.
Proč, když je celková plocha panelů tak vysoká? Neznáme přesně plochu fotovoltaických panelů, které s sebou posádka poveze, ale rozhodně by to mělo být více 300 metrů čtverečních. Pokud by se jednalo o špičkové křemíkové panely s účinnost kolem 20 procent, daly by se od nich očekávat v australských podmínkách v ideálních podmínkách výkon 200 wattů na metr čtvereční. Celkem by tak mohla celá plocha v těch nejlepších podmínkách vyrábět najednou přes 60 kilowattů. Takovým příkonem by se Tesla Model 3 se základní 50kilowatthodinovou baterií dobít do plna zhruba za hodinu.
Na vysvětlení už jste nepochybně přišli dávno sami. V případě „Charge Around Australia“ s sebou účastníci jízdy nepovezou tak účinné panely. Křemíkové panely by ostatně srolovat nešly. V kufru se povezou tedy panely s výrazně nižší účinností. Podle jejich vlastních údajů by se měla pohybovat zhruba mezi 1-2 procenty. Celkový výkon panelů je tedy zhruba desetinový proti tomu, co by mohly nabídnout běžné křemíkové panely. A tedy i ujetá vzdálenost musí být zhruba řádově nižší, někde kolem 100-200 kilometrů denně.
To při realistickém předpokladu, že řidiči během tohoto experimentu pojedou velmi „šetrně“, s velmi lehkou nohou na plynu, takže spotřeba bude výrazně nižší než při běžné jízdě. V experimentu bude přitom použit Model 3, který je jedním z nejšetrnějších elektromobilů vůbec a během příznivého počasí s ním během testeři dosáhli spotřeby kolem 12 kilowatthodin na 100 kilometrů.
Extrémně nízká účinnost použitých solárních článků řadu čtenářů nijak nepřekvapí. Podobné tištěné články bývají z organických materiálů: místo křemíku využívají polovodičových materiálů na bázi uhlíku. Proti křemíku jsou na výrobu (tisk je extrémně levný postup), mohou být ohebné jako umělé hmoty (takže se vejdou do kufru auta) a navíc mohou být průsvitné nebo dokonce průhledné a velmi, velmi lehké.
Ovšem v praxi se prakticky nepoužívají, protože jejich nevýhody jsou větší než jejich výhody. Tou hlavní nevýhodou není ani tak nízká účinnost, ale nízká trvanlivost. Kdyby byly podobné panely extrémně levné, vlastně by nemuselo vadit, že na elektřinu promění jen malou část dopadajícího světla. Problém je v tom, že v současné době levné organické panely nevydrží tak dlouho, aby se vůbec náklady na ně mohly vrátit. Používané materiály se příliš rychle rozpadají vlivem samotného slunečního záření, vlhkosti a dalších vlivů.
Kdyby se tento problém podařilo odstranit, levné role fotovoltaických článků by si mohly najít své uplatnění na trhu. Pro odlehlá míst třeba právě v Austrálie, kde není problém nedostatek místa, ale právě vzdálenost od centralizovaných zdrojů energie, mohou být opravdu vhodné.
Role panelů v zavazadlovém prostoru by možná mohla pomoci australským řidičům (nebo třeba africkým??) zbavit se úzkosti z dojezdu, která v takových podmínkách může být reálný problém. A možná nejen v Austrálii: průzkum z roku 2021 dospěl k závěru, že v Kalifornii se každý pátý majitel elektromobilu se kvůli problémům s nabíjením svého elektromobilu vrátil k vozu na benzinový pohon. Některým by tedy řešení v podobě přenosné nabíječky mohlo pomoci.
A co když použijete křemík?
Elektromobil se samozřejmě dá nabíjet i jinak než málo účinnými tištěnými panely – ale ani v takovém případě zatím není k dispozici řešení, které by dnešním řidičům stačilo ke spokojenosti. Dnešní stav „automobilů na Slunce“ vystihla loňská jízda elektromobilu „Stella Vita“, tedy „Život z hvězdy“, o které jsme psali v říjnu 2021.
Jde o výsledek snahy skupiny 22 studentů Technické univerzity v nizozemském Eindhovenu, která se rozhodla představit co nejpraktičtější vůz schopný provozu pouze na sluneční záření. Ten po evropských silnicích ujel během loňského roku 2021 zhruba dva tisíce kilometrů.
Do vozidla, které dostalo název „Stella Vita“ (Život z hvězdy), se vejdou dva lidé, kteří mohou nejen jezdit, ale třeba si uvařit snídani a sledovat televizi díky energii z baterie vozidla. Tým chtěl údajně ukázat, že na ze sluneční energie nemusí vozy jen jezdit, ale cestující z ní mohou i žít. Navržený vůz je vybaven základním vybavením pro bydlení včetně manželské postele, pohovky, kuchyňského koutu a koupelny se sprchou, umyvadlem a toaletou.
Stále ovšem má jít o vůz poháněný Sluncem: má na střeše namontované solární panely a pohání ho pouze sluneční energie. Návrh, který byl údajně hotov v březnu letošního roku, počítal s obytným vozem, který byl co nejaerodynamičtější, nejlehčí a zároveň dobře vypadal.
Vůz byl dokončen v červenci 2021 vozidlo se dočkalo prvních zkoušek na silnici. Začátkem září získal obytný vůz licenci pro provoz na veřejných komunikacích, a ještě téhož měsíce vyrazil na své evropské turné.
Po startu v Eindhovenu se ovšem věci poněkud zvrtly. Na pohled se zdá, že celý program byl přehnaně uspěchaný. Jízda měla pevně daný itinerář, ale vůz evidentně na ni nebyl připraven. Kvůli nespecifikovaným problémům s hnací jednotkou první třetinu naplánované trasy – tedy tisíc kilometrů – nebyl „Stella Vita“ urazit vlastní silou. Ne zrovna hvězdný výkon…
Opravy se nakonec zdařily, a dnes 15. října tak nezvyklý obytný vůz dorazil na místo určený, tedy do města Tarifa na jižním cípu Španělska. Nakonec tak dokázal ujet po evropských dálnicích a silnicích téměř 2 000 kilometrů bez zastávky bez připojení k nabíječce.
Vozidlo má baterii o maximální kapacitě 60 kWh. Protože jde o specializovaný design s nízkou hmotností (při délce sedmi metrů jen 1700 kg), dokáže na ni běžně ujet kolem 600 kilometrů i bez dobíjení (tedy třeba v noc či pod zataženou oblohou). Spotřeba číní tedy zhruba 10 kWh na 100 kilometrů. To je téměř o polovinu méně než u větších elektrických osobních vozů typu Jaguar E-Pace.
V praxi jezdil tým údajně v průměru trasy dlouhé kolem 300 kilometrů. Maximální rychlost činila prý 120 kilometrů za hodinu, ale vzhledem k nízké spotřebě je vyloučeno, že by se „Stella Vita“ takovou rychlostí pohyboval většinu cesty. To by její koeficient aerodynamického odporu musel být opravdu nerealisticky nízký. Je mnohem pravděpodobnější, že skutečná rychlost byla spíše poloviční (60-70 km/h?), ale bohužel nevíme přesně. K dohledání tento údaj není.
Během slunečných dní se tento dojezd údajně může navýšit zhruba o necelou čtvrtinu. Tým uvádí na svých stránkách přesně 130 kilometrů. Zhruba sedmimetrový vůz má totiž na střeše celkem úctyhodnou fotovoltaickou elektrárnu, která má za normálních okolností plochu cca 8,8 metrů čtverečních. To je více než mají některé rodinné domy. Panely o takové ploše by za příznivých podmínek skutečně mohly dodávat za hodinu něco před 2 kilowatthodiny, a tedy navýšit dojezd o necelou čtvrtinu.
Ale dobíjení baterie by tímto způsobem trvalo nejméně několik dní, i kdyby bylo počasí příznivě nakloněno. Když tedy vůz zaparkuje, může se zvednout výsuvná střecha vozu. Nejen, že díky tomu mohou cestující uvnitř stát, ale zároveň se z boků vysunou další solární panely. Tím se jejich zdvojnásobí plocha palubní solární „elektrárny“ z již zmíněných 8,8 metrů čtverečních na 17,5 metrů čtverečních. To pak stačí k tomu, že by se baterie měla dát plně dobít i z nízkých hodnot během dvou až tří dnů.
