خودروهای خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟

شاید هیچ چیز به اندازه یک نهار مجانی لذت‌بخش نباشد، ولی نظرتان درباره یک سواری مجانی چیست؟ فکرش را بکنید اگر خودرویتان بدون اینکه حتی یک ریال بابت بنزین پول بدهید به حرکت در بیاید، چقدر هیجان‌آور خواهد بود. خب‌ اگر یک خودرو خورشیدی را برانید، این رویا به واقعیت خواهد پیوست. خودروهای خورشیدی هم مانند خانه‌های خورشیدی، انرژی مورد نیازشان را از خورشید تامین کرده و آن را به جریان برق تبدیل می‌کنند و این جریان الکتریکی موتور را به حرکت در می‌آورد. بعضی از خودروهای خورشیدی، از باتری استفاده نمی‌کنند و جریان را مستقیم به سوی یک موتور برقی می‌فرستند. خودروهای خورشیدی این کار را از طریق سلول‌های فتو ولکانیک (PVC) انجام می‌دهند. PVC ها، اجرایی از پنل خورشیدی هستند که انرژی نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. این سلول‎ها، اجسامی نیمه رسانا هستند که معمولاً از سیلیکون ساخته می‌شوند و نور را جذب می‌کنند. در مرحله بعدی، انرژی نور خورشید، الکترون‌های جسم نیمه رسانا را آزاد و جریان الکتریسته تولید می‌کند. همین جریان برق است که باتری را تغذیه می‌کند یا به طور مستقیم موتور را به کار می‌اندازد. البته ممکن است نتوانید خودروهای خورشیدی را در نمایشگاه‌های اتومبیل پیدا کنید، ولی این گونه خودروها از دهه 70 میلادی به این سو توسط افراد مختلف ساخته شده‌اند.

در سال 1977، اد پاسیرینی (Ed Passerini) خودرو تمام خورشیدی Bluebird و در سال 1982، لاری پرکینز (Larry Perkines) نیز خودرو Quiet Achiever را ساختند و اولین کسانی بودند که مبادرت به ساخت چنین خودروهایی کردند. کمپانی ‌های فورد و مزدا نیز چند کانسپت هیبریدی حورشیدی تولید کرده‌اند. در سال 2006، کمپانی فورد پنل‌های خورشیدی را روی چراغ‌های جلو خودرو Reflex و در سال 2005 نیز کمپانی مزدا این پنل‌ها را روی سقف خودرو Senku نصب کردند تا به شارژ کردن باتری کمک کنند. در سال 2008 نیز کمپانی کادیلاک برای به کار انداختن تجهیزات برقی مانند چراغ‌های داخلی و سیستم صوتی خودرو Provoq، از پنل‌های خورشیدی استفاده کرد. با این که خودروهای مذکور خودروهایی کانسپت بودند، ولی خودروسازان تلاش کردند به روش‌های مبتکرانه‌ای دست پیدا کنند تا وابستگی خودروها به سوخت‌های فسیلی قطع بشود.

ونچوری، خودروساز فرانسوی نیز در نمایشگاه خودرو 2006 پاریس، از خودرو الکتریکی خودش رونمایی کرد. این خودرو سه نفره شهری که Eclectic نام داشت، انرژی خورشید، باد و باتری را به کار می‌گرفت تا به حرکت در بیاید. پنل‌های خورشیدی سقف آن را پوشانده بودند، توربین بادی نیز می‌توانست در روزهای پر باد، از آن انرژی به دست بیاورند. البته خودرو Eclectic برای حرکت در بزرگراه مناسب نبود چون سرعت آن حداکثر به 30 کیلومتر بر ساعت می‌رسید. در اینجا این سوال پیش می‌آید که خودروهای خورشیدی چگونه کار می‌کنند، ادامه مطلب را بخوانید تا اطلاعات بیشتری در این مورد به دست بیاورید.

آیا خودروهای خورشیدی کاربردی هستند؟

مارسلو دا لوز (Marcelo da Luz) از کشور کانادا، هنگام سفر به قطب شمال از یک خودرو خورشیدی استفاده کرد. او برای انتخاب یک خودرو تک نفره، یک میلیون دلار بودجه در اختیار داشت، ولی اصرار داشت از یک خودرو خورشیدی استفاده کند تا کاربردی بودن آن‌ها را به همگان نشان بدهد. اگر چنین بودجه سرسام‌آوری در اختیار شما قرار می‌گرفت، آیا به خودرو دیگری به جز ونچوری Eclectic فکر می‌کردید؟ این کمپانی فرانسوی تصمیم گرفته بود در اکتبر سال 2008 از نسخه نهایی این خودرو پرده‌برداری کند و قیمتی در حدود 30,000 دلار برای آن در نظر گرفته بود. با این حال بودجه زیادی در اختیار مارسلو دا لوز قرار داشت و بهای ان را پرداخت تا به همه نشان بدهد که استفاده از انرژی خورشیدی ارزان تمام نمی‌شود. بهتر است بدانید هر کدام از سلول‌های خورشیدی بین 10 تا 400 دلار هزینه برمی‌دارند. هرچه هزینه بیشتری برای آن‌ها صرف شود، بهتر می‌توانند نور خورشید را جذب و آن را به جریان برق تبدیل کنند. خودروهای خورشیدی مسابقه‌ای که می‌توانند به سرعتی بالاتر از 100 کیلومتر دست پیدا کنند و صدها کیلومتر راه بپیمایند، از هزاران سلول خورشیدی استفاده می‌کنند که بر روی بدنه آن‌ها نصب شده‌اند. این سلول‌ها ممکن است صدها تا هزاران دلار هزینه داشته باشند. خودروهای مسابقه‌ای خورشیدی به منظور این که به سرعتی بالاتر از صد کیلومتر دست پیدا کنند باید از وزن و آیرودینامیک بسیار خاصی برخوردارد باشند. طراحی این خودروها، وقتی در کنار موتور خاص‌شان، به این گونه خودروها اجازه می‌دهد با صدایی در حد صدای یک سشوار روی جاده حرکت کنند. بهتر است بدانید خودروهای بنزینی فقط حدود 15 درصد از انرژی حاصل از سوزاندن بنزین را به انرژی تبدیل می‌کنند، ولی خودروهای خورشیدی 90 درصد از نور آفتاب را به انرژی تبدیل می‌کنند. البته این میزان از بهره‌وری و کارآمدی در چهره ظاهری این خودروها بازتاب پیدا نمی‌کند و این خودروهای اغلب تک سرنشین، مانند کیک‌هایی به نظر می‌رسند که چهار چرخ داشته باشند، و همانطور که می‌توانید حدس بزنید، راننده هنگام رانندگی با خودرویی که از پنل‌های خورشیدی پوشیده شده است باید گرمای زیادی را تحمل کند.

محفظه سرنشین این گونه خودروها از سلول‌های خورشیدی پوشیده شده است و به سرعت داغ می‌شود. پرسشی که در اینجا پیش می‌آید این است که در روزهای ابری و یا در طول شب که نور خورشید وجود ندارد، این خودروها چگونه کار می‌کنند. در اینجاست که باتری و یا یک موتور بنزینی کوچک، وارد عمل می‌شود. بیشتر خودروهای خورشیدی با یک منبع انرژی اضافی نیز کار می‌کنند تا اطمینان حاصل شود هر زمان به خودرو احتیاج داشتید قادر است به حرکت در بیاید. راستش را بخواهید، جیمز دایسون (James Dyson)، مخترع جارو برقی بدون کیسه، به تازگی از اختراع جدیدش رونمایی کرده است. او یک خودرو برقی اختراع کرده است که سقفی پوشیده از سلول‌های خورشیدی دارد تا بتواند مسافت هرچه بیشتری را بپیماید. به این ترتیب، انرژی خورشیدی می‌تواند در خدمت خودروهای برقی در بیاید و مسافتی که قادرند بپیمایند را هر چه بیشتر افزایش بدهند. اگر انرژی خورشیدی به این روش در اختیار خودروهای برقی قرار بگیرد، این خودروها قادر خواهند بود هنگامی که آسمان آفتابی است و نور زیادی وجود دارد، انرژی‌شان را از طریق پنل‌ها تأمین کنند و هنگامی که هوا تاریک می‌شود، نیروی ذخیره شده در باتری را به کار بگیرند.