Được tạo ra bởi các sinh viên đại học, một chiếc xe điện được điều khiển hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời! Tấm pin mặt trời 17,5m2, công suất hai kilowatt, tuổi thọ pin đầy 600 km ...
Ô tô điện chạy bằng năng lượng mặt trời
Ở giai đoạn này, khi chúng ta nói về "không phát thải carbon", chúng tôi thực sự không có nghĩa là không có phát thải carbon dioxide, mà là carbon dioxide thải ra có thể được bù đắp bằng các biện pháp tự nhiên như trồng cây với một lượng oxy tương đương. để đạt được sự cân bằng. Vì vậy, có cách nào để làm cho một số nguồn phát thải carbon chính, chẳng hạn như ô tô, đạt được mức phát thải carbon thực sự bằng không?

Mới đây, một chiếc ô tô điện do 22 sinh viên Đại học Công nghệ Eindhoven, Hà Lan chế tạo đã trở nên phổ biến trên Internet. Theo giới thiệu, chiếc xe được đặt tên là “Stella Vita”, là một chiếc xe van đôi gồm giường đôi, ghế sofa, khu vực bếp,… Xe còn được trang bị phòng tắm với vòi sen, bồn rửa và toilet.
1
Nguồn: Solar Team Eindhoven

Xe điện Stella Vita chạy hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời và không cần thêm nhiên liệu nào khác, hiện đã chạy được quãng đường 2.000 km ở châu Âu và mục tiêu của họ là đạt 3.000 km. Như trong hình trên, có ba tấm pin mặt trời phía trên chiếc xe điện Stella Vit, có tổng diện tích 17,5 mét vuông, hai trong số đó được gấp lại và có thể mở ra khi đỗ xe, và một tấm pin mặt trời 8,8 mét vuông khi lái xe trên đường Phí. Khi các tấm pin ở cả hai bên được tái chế, chiếc xe điện Stella Vit giống một chiếc xe hơi truyền thống hơn, như trong hình bên dưới.
2
Nguồn: Solar Team Eindhoven

Dòng xe năng lượng mặt trời Stella
Nhìn thấy Stella Vit, nhiều học viên chắc hẳn lần đầu tiên đoán được đó là đội nào. Chiếc ô tô nổi tiếng trên Internet này không phải là sản phẩm đầu tiên của nhóm. Ngay từ năm 2013, nhóm đã công bố thế hệ ô tô điện năng lượng mặt trời đầu tiên của Stella và giành vị trí đầu tiên trong Cuộc thi thử thách năng lượng mặt trời thế giới hạng Cruiser được tổ chức tại Úc.

Hiện tại, trên trang web Eindhoven của Solar Team đã có một số mẫu xe điện thuộc dòng Stella, đó là Stella, Stella Lux, Stella Vie, Stella Era và Stella Vita. Theo giới thiệu của Solar Team Eindhoven, Stella là chiếc xe gia đình chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới; Stella Lux là chiếc xe gia đình có chức năng thu năng lượng, tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ trong một năm; Stella Vie là chiếc xe gia đình chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên xe có thể chứa 5 người; Stella Era là xe gia đình tự lái thoải mái; Stella Vita là "ngôi nhà trên bánh xe" tự túc.

Tijn Ter Horst, một thành viên của nhóm năng lượng mặt trời Eindhoven 2021, cho biết: "Mục tiêu chính là thực sự truyền cảm hứng cho mọi người, thị trường và xã hội để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang một tương lai bền vững hơn. Những gì chúng tôi đang cố gắng làm là cho mọi người thấy và công ty những gì đã có thể. "

Dự án Stella Vita khởi công vào tháng 9 năm 2020, thiết kế và chế tạo hoàn thành vào tháng 3 năm 2021. Vào tháng 9 năm nay, Stella Vita đã nhận được giấy phép sử dụng trên đường công cộng và bắt đầu hành trình đến Châu Âu vào cuối tháng 9. Hành trình dự kiến ​​của Stella Vita là bắt đầu từ Eindhoven đến Tarifa, điểm cực nam của Tây Ban Nha, tổng quãng đường là 3.000 km và chạy hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời để chứng minh tính khả thi của dự án.

Về khả năng vận hành, Stella Vita được trang bị pin lithium-ion công suất 60 kWh, sau khi sạc đầy, phạm vi bay của xe có thể đạt 600 km, nếu trời nắng thì phạm vi bay tối đa có thể đạt 730 km.

Stella Vita phá vỡ ranh giới thiết kế của những mẫu xe truyền thống, không chỉ trang bị tiện nghi sinh hoạt mà còn tạo sự thuận tiện cho sinh hoạt của người dân, khi dừng xe, mui xe có thể được nâng lên để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại của người trên xe.

Ngoài ra, Stella Vita có quyền kiểm soát kỹ thuật số và minh bạch đối với việc sử dụng năng lượng.
Suy nghĩ của Stella Vita
Dòng xe điện chạy bằng năng lượng mặt trời của Stella không chỉ được thiết kế để kiếm mánh lới quảng cáo mà việc thương mại hóa của chúng cũng đang tiến triển. Năm 2016, 5 cựu sinh viên của nhóm năng lượng mặt trời Eindhoven đã thành lập Lightyear, một công ty sản xuất thương mại ô tô sử dụng năng lượng mặt trời. Tijn Ter Horst nói: "Tôi nghĩ rằng toàn bộ ngành công nghiệp di động có thể áp dụng và sử dụng nhiều thứ. Khi về nhà, chúng tôi sẽ làm việc chăm chỉ để tiếp tục sứ mệnh của mình".

Kjell Revenberg, quản lý nhóm của nhóm năng lượng mặt trời Eindhoven, cho biết: "Họ là tương lai, thế hệ tiếp theo và có thể khuyến khích và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang một tương lai bền vững hơn. Để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi này, chúng tôi sẽ truyền cảm hứng cho mọi thứ trong Có thể có nhiều người châu Âu hơn sẽ đạt được một tương lai bền vững. "

Đối với một dự án đã sẵn sàng để thương mại hóa, điều chúng ta cần nghiên cứu không chỉ giới hạn ở sự đổi mới, tính thực tiễn và khả năng tái tạo của dự án cũng rất quan trọng.

Stella Vita đã đột phá về nền tảng giáo dục của mình. Trong quá trình thiết kế, đội ngũ sáng tạo của Stella Vita đã học được kinh nghiệm từ những mẫu xe ý tưởng của Renault và Mobilize - sự khác biệt giữa xe ý tưởng và xe thật sẽ được bán sau này càng nhỏ càng tốt. Và đã tìm hiểu một số thách thức về thiết kế của các phương tiện di động bền vững từ hai mẫu xe ý tưởng của Mobilize.

Nói về thử thách, chúng ta có thể tập trung góc nhìn vào nóc xe. Trên thực tế, khu vực sinh hoạt trong xe, khoang lái thông minh và chỉnh điện của Stella Vita không phải là những điểm sáng tạo, đây đều là những chức năng của xe đã được đưa vào sử dụng. Sự đổi mới lớn nhất của Stella Vita nằm ở khái niệm nhà di động năng lượng mặt trời.

Trong hệ thống xe điện truyền thống, phương tiện là thiết bị đầu cuối, ngoài ra còn có các liên kết hỗ trợ như cọc sạc và lưới điện, mật độ cọc sạc và hiệu suất sạc quyết định sự lo lắng về quãng đường đi của các chủ xe điện. Nếu sử dụng điện mặt trời thuần túy và không tính đến yếu tố thời tiết thì liệu có khả thi vào những ngày nắng hay không?

Theo giới thiệu, tấm pin năng lượng mặt trời 17,5 mét vuông gắn trên Stella Vita có công suất khoảng hai kilowatt, có thể tạo ra hơn mười kilowatt điện mỗi ngày, và mất 2 đến 3 ngày để sạc đầy pin bằng năng lượng mặt trời. bảng điều khiển. Do đó, dù Stella Vita được quảng cáo là chiếc xe chạy bằng năng lượng mặt trời thuần túy, cũng được trang bị cổng sạc theo yêu cầu của xe hơi truyền thống để sạc trên ô tô, nhưng chức năng này sẽ không được sử dụng trong thử nghiệm này.

Do đó, vấn đề đầu tiên nảy sinh, và đó là hiệu suất chuyển đổi năng lượng của các tấm pin mặt trời. Hiện tại, hiệu suất tối đa trên lý thuyết của pin mặt trời một mặt tiếp giáp chỉ sử dụng silicon là 33%. Trong công nghiệp, hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời silicon đơn tinh thể là khoảng 15%, cao nhất là 24%. Theo báo cáo của các phương tiện truyền thông, được thử nghiệm bởi Viện Năng lượng Mặt trời Hamelin của Đức (ISFH), một tổ chức thử nghiệm có thẩm quyền được công nhận trên thế giới, hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời HJT (M6 dựa trên silicon) kích thước thương mại của LONGi đạt 25,82%, phá vỡ kỷ lục thế giới. Hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời silicon đa tinh thể thậm chí còn kém hơn, khoảng 12%.

Để cải thiện hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời, trọng tâm của ngành là nghiên cứu và phát triển vật liệu. Ví dụ, năm ngoái, Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia đã sử dụng cấu trúc sáu điểm nối III-V để đạt được hiệu suất chuyển đổi kỷ lục 47,1%. pin mặt trời dưới ánh sáng tập trung., Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí "Nature Energy". Tuy nhiên, chúng ta đều biết rằng nghiên cứu lý thuyết và công nghiệp hóa vẫn còn một chặng đường dài phía trước, hiện tại, hiệu suất chuyển đổi trên 10% là tiêu chuẩn, sản phẩm cao cấp có thể đạt hơn 20%, nhưng 25,82% là đã một kỷ lục thế giới.

Điểm quan trọng thứ hai là giá thành và tuổi thọ. Trước hết chúng ta hãy xem xét chi phí. Số liệu thống kê cho thấy từ năm 2009 đến năm 2020, giá thành của các tấm pin mặt trời đã giảm nhiều lần. Lấy tấm pin mặt trời 240W làm ví dụ. Giá năm 2009 sẽ là 3.000 nhân dân tệ, và năm 2020, nó sẽ là 500 nhân dân tệ. khoảng. Khi nói đến tuổi thọ, chúng ta cần xem xét nó từ hai cấp độ, một là khả năng chống chọi với thời tiết khắc nghiệt như mưa đá của sản phẩm và thứ hai là thời gian sử dụng thường xuyên. Tác giả nhận thấy từ phần giới thiệu hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời 240W trong nước, sản phẩm có thể chịu được tác động của một quả cầu thép rắn rơi từ độ cao một mét. Nếu bỏ qua yếu tố thiên tai này, hơn 95% tấm pin mặt trời trên thị trường được dát mỏng và bọc bằng kính cường lực, có tuổi thọ 25 năm, vượt quá tuổi thọ của ô tô.
Tình trạng ngành
Ngoài hai mẫu xe ý tưởng của Mobilize đã đề cập ở trên, tiến độ hiện tại của ngành công nghiệp ô tô nói chung về xe năng lượng mặt trời là gì? Hãy cùng xem tin tức từ một số nhà sản xuất xe hơi.

Năm 2017, công ty Sono của Đức đã cho ra mắt chiếc ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời mang tên "Sion", xe có giá 16.000 Euro, ngoài tiền mua xe, người dùng sẽ phải trả thêm phí thuê hàng tháng cho bộ pin trong tương lai. Chiếc xe này được trang bị một bộ pin 35kWh có phạm vi bay lên đến 250km, và hệ thống năng lượng mặt trời có thể bổ sung cho 30km hành trình mỗi ngày. Mặc dù Sion vẫn chưa sản xuất hàng loạt và có kế hoạch bắt đầu giao chiếc xe thuần điện này vào nửa đầu năm 2023, Sono cho biết họ đã nhận được hơn 14.000 đơn đặt hàng đã trả tiền đặt trước. Hiện tại, Sono đang tìm cách niêm yết cổ phiếu với mức định giá khoảng 1 tỷ USD.

Cao cấp hơn đội năng lượng mặt trời Eindhoven và Sono là Aptera, hãng đã tung ra một chiếc xe ba bánh năng lượng mới mà không cần sạc vào cuối năm ngoái. Xe được trang bị khu năng lượng mặt trời rộng hơn 3m2 và 180 viên pin năng lượng mặt trời, không cần dùng cọc sạc vẫn có thể sạc được. Theo người phụ trách liên quan của Aptera, nó đã được tiết lộ với truyền thông rằng mô hình đã được bán hết chưa đầy 24 giờ sau khi bắt đầu mở bán.

Sau khi đọc các nhà sản xuất quốc tế, hãy nhìn vào tình hình trong nước. Hanergy đã phát hành loạt xe Solar gồm bốn phương tiện chạy điện hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời vào năm 2016. Khi đó, Hanergy tuyên bố rằng những phương tiện này đã có cơ sở để thương mại hóa. Tuy nhiên, hiện tại đã vài năm trôi qua và công ty vẫn chưa chuyển giao các mô hình liên quan để sản xuất hàng loạt.
3
Hanergy Solar O (Nguồn: Trang web chính thức của Hanergy)

Tất nhiên, cũng có những khám phá dè dặt hơn, ví dụ như cửa sổ trời năng lượng mặt trời được BMW và Audi nghiên cứu cách đây hơn chục năm, nhưng bị giới hạn bởi kích thước, thẩm mỹ và tuổi thọ sản phẩm nên giải pháp này chưa được sản xuất hàng loạt. Hiện Aurora Optoelectronics của Great Wall Motor đã khởi động lại nghiên cứu này, sử dụng pin mặt trời perovskite với tỷ lệ chuyển đổi năng lượng lên tới 33%, dự kiến ​​sẽ được đưa vào các phương tiện sản xuất hàng loạt trong tương lai.