Är bilmonterad solenergi vettigt?

Förra veckan, den japanska tidningen Nikkei orsakade ett surr genom att rapportera att en omdesignad Toyota Prius, som ska släppas nästa år, kommer att vara utrustad med solpaneler. Toyotas talesmän kommer varken bekräfta eller dementera rapporten, men flera företag erbjuder redan solcellstaksatser för Prius, och forskare vid det amerikanska energidepartementets National Renewable Energy Laboratory (NREL), i Golden, CO, har testat en på en Prius modifierad för att anslutas till elnätet. Deras slutsats: för närvarande är plug-in hybrider laddade från stationära solpaneler ett effektivare och billigare alternativ.

Värt kostnaden?: Soltaket limmat på denna Prius kombinerar 146 fyra-tums kvadratiska kristallina kiselceller som kan generera totalt 215 watt. Panelen, som kan lägga till fem mil till bilens 50 mil långa räckvidd för enbart elektrisk, är tillgänglig för $3 500 från Solar Electrical Vehicles. Något liknande kan snart fabriksinstalleras av Toyota.

Idén med bilmonterade solceller är inte ny: i början av 1990-talet erbjöd Mazda sin 929 lyxsedan med valfria solceller i glastakluckan för att driva fläktar som tog bort varm luft från bilen. Men de flesta solsystem ombord har hittills kostat flera tusen dollar samtidigt som de genererat mindre än 100 watt energi, vilket har förbättrat ett fordons bränsleeffektivitet med bara några procent. Jag tror att det mer är en marknadsföringsgimmick, säger Andrew Frank, en plug-in hybrid-pionjär vid University of California, Davis, och teknisk chef för UC-Davis hybridfordons spinoff Effektiva drivlinor . Det krävs kilowatt för att verkligen köra bilen.

Biltakets begränsade yta är en begränsning för panelernas kraftproduktion. En annan är att de inte kan lutas vinkelrätt mot solen för optimal energifångst, till skillnad från de flesta solceller på byggnader eller i solgårdar, som antingen spårar solen eller är installerade med en fast lutning söderut.

NREL-forskarna testade omfattningen av dessa begränsningar genom att utrusta plug-in Prius som de byggde tidigare i år med den mest kraftfulla taksolpanelen på marknaden. Monteras av Solar elektriska fordon , baserad i Westlake Village, CA, täcker panelen helt Prius-taket och kopplar samman 146 fyra-tums kvadratiska kristallina kiselceller som kan generera totalt 215 watt. NREL senior ingenjör Tony Markel säger dock att hans grupps tester tyder på att uteffekten kommer att maxa närmare 165 watt vid normal användning.

Det är en mager förbättring jämfört med den ökning som plug-in Prius får av sitt extra litiumjonbatteri. Markel säger att de sex kilowattimmar elektricitet som är tillgängliga från det fulladdade batteriet gör det möjligt för NRELs Prius att få cirka 100 miles per gallon under de första 50 miles av körning - mer än dubbelt så mycket bränsleeffektivitet som en standard Prius. Med andra ord bör laddningen över natten ta bilen cirka 50 mil vid lätt körning. Markel säger att NREL ännu inte har kvantifierat solpanelens ytterligare påverkan, men att de fem timmarna av bra solljus som bilen ser en genomsnittlig dag skulle ge den en elektrisk effekt på högst 0,825 kilowattimmar. Systemet skulle förmodligen öka plug-ins bränsleeffektivitet under de första 50 miles från 100 till 105 miles per gallon, säger han.

Även den begränsade förbättringen kostar mycket. Solar Electrical Vehicles säljer sina paneler för 3 500 dollar, medan NREL kunde ha förstärkt sitt litiumbatteri för att dra ytterligare en kilowattimme från nätet för bara 1 000 dollar.

Markel noterar dock att Solar Electrical producerar med mycket låga volymer – bara två till tre system per dag, enligt företagets VD Greg Johanson. Stordriftsfördelar kan kraftigt sänka systemets pris. Markel säger att en optimering av det elektroniska gränssnittet mellan solpanelen och hybridbatterierna också kan öka prestandan. Elektroniken kommer att vara nyckeln, säger han. Jag vet att deras system inte är designade specifikt för applikationen, så de är förmodligen inte det mest effektiva tillvägagångssättet.

Den andra taksolpanelen på marknaden, från Solar Electrical-konkurrenten Solatec , fungerar precis som Nikkei sa att Toyota skulle: snarare än att ladda hybridsystemets batteri, laddar det bly-syra-hjälpbatteriet som driver Prius luftkonditionering, radio och annan kringutrustning. Solatecs nuvarande system ger bara 24 watt och kostar $1 650 avinstallerat - mindre än hälften så mycket som Solar Electricals. Det lägre priset och produktionen är båda en biprodukt av de mindre kraftfulla tunnfilmssolcellerna som systemet använder.

Missnöjd med den visuella attraktionskraften hos de flexibla amorfa kiselpanelerna som företaget har använt sedan 2005, säger Solatecs VD Howard Fuller att företaget nu testar en prototyp för sin nästa generations produkt med hjälp av tryckta celler från utvecklare av plast-solceller. Konarka Technologies . Konarka lägger ut en underbar panel, forsar Fuller. Det ser ut som ett par racingränder där uppe på taket.

Experter som Frank och Markel säger att det är mer kostnadseffektivt att bygga stora, stationära solcellsinstallationer för att generera kraften för att ladda elfordon än att installera solenergi ombord. Vi vill se solsken driva hela samhället, inklusive våra transporter, säger Frank. Det, säger han, kommer att kräva megawatt energi. Det ultimata skulle vara att ha alla köpcentrum och industriparkeringar med solpaneler ovanpå. Den ger dig lite skugga och laddar samtidigt din bil.

Frank säger att även om solenergi ombord är en marknadsföringsgimmick, kan det främja elektrifieringen av transporter genom att annonsera möjligheten att ersätta bensin med förnybar energi. Om det är perception eller verklighet spelar ingen roll, säger han, eftersom det skapar medvetenhet hos allmänheten.

Dölj