A estas alturas ya nadie duda de que el sueño del coche eléctrico autónomo es algo que acabará ocurriendo en un futuro más o menos cercano. Pero imagínate que, además de ser autónomo a nivel de conducción, pudiera recargarse exclusivamente con energía solar. Es decir, que fuera autosuficiente energéticamente hablando.
La verdad es que, como concepto, suena estupendamente bien. Y hay muchas empresas automovilísticas y startups de nueva creación que tienen claro que en el negocio de los coches solares hay un nicho de mercado. Sin embargo, si bajamos los pies a la tierra y hacemos los números, nos damos de bruces contra las leyes de la física. Y no es por una limitación puramente tecnológica (que también), sino porque el astro rey no es capaz de darnos toda la energía que necesitamos para mover un coche en una superficie tan reducida. En cualquier caso, os puedo adelantar que todavía estamos muy lejos de poder disfrutar de un coche solar autónomo.
Coches solares: en busca de la utopía de un vehículo que no necesite repostar
Los coches equipados con paneles fotovoltaicos no son algo nuevo. De hecho, en el caso del Toyota Prius híbrido enchufable, es algo que lleva disponible desde el año 2010 en lo que fue la primera intentona de llevar la tecnología solar al sector de la automoción. No obstante, aquel panel solar no servía para cargar la batería de tracción, sino que sus 56 W de potencia solo se utilizaban para refrigerar el habitáculo cuando el coche estaba aparcado al sol.
En los últimos años esta idea se ha vuelto mucho más popular y hemos visto a varias marcas presentar sus propuestas del uso de la energía solar en vehículos. Es el caso de Lightyear One o el mediático Sono Sion, que promete hasta 34 kilómetros diarios “gratis” gracias a la luz del sol. Incluso la propia Toyota se atrevió con un nuevo prototipo del Toyota Prius, esta vez algo más ambicioso, con 860 W de paneles solares y prometiendo recuperar un máximo de 44,5 kilómetros de autonomía diarios en el optimista ciclo de homologación japonés.
Pero la verdad es que ninguna de estas propuestas significa que vayamos a dejar de visitar las gasolineras (o los puntos de recarga en este caso) para siempre. A pesar de las promesas, en aplicación real es muy poco probable que los paneles solares vayan proporcionarnos más energía de la necesaria para recorrer distancias cortas en días soleados.
Si quieres ir en un coche solar autónomo, prepárate para ir incómodo (y despacio)
Si conseguir que un coche recorra una cantidad significativa de kilómetros gracias exclusivamente a la luz del sol es ya un reto técnico importante, extrapolarlo a un coche autónomo se convierte en uno de dimensiones astronómicas.
Lo cierto es que los coches impulsados exclusivamente por energía solar existir, lo que se dice existir, existen. Pero en su mayoría no son más que vehículos experimentales desarrollados por grupos de estudiantes para competiciones interuniversitarias y que no pueden extrapolarse al mundo de los vehículos comerciales.
Estos vehículos normalmente están diseñados para maximizar la eficiencia de la marcha y la superficie disponible, lo que se traduce en ruedas con una anchura digna de una bicicleta, espacio justo para un ocupante (sin maletas), diseños muy aerodinámicos, materiales ultraligeros que no cumplen estándares de seguridad y nada de sistemas de infoentretenimiento, aire acondicionado u otro tipo de comodidades a las que no estamos dispuestos a renunciar. Y por supuesto, sin el peso y el consumo del hardware de un sistema de conducción autónoma.
Con todo, estos vehículos experimentales son capaces de recorrer cientos de kilómetros aprovechando exclusivamente la energía del sol. Eso sí, siempre a plena luz del día (de un día soleado) y a velocidades comedidas.
El reto de desarrollar un coche solar autónomo: estas son las cuentas
En el reto de desarrollar un coche solar autónomo, contamos principalmente con dos limitaciones técnicas: la superficie disponible y la eficiencia de las células fotovoltaicas:
- Superficie disponible. La superficie disponible en un coche es limitada y no puede ser aumentada a placer. Además, los coches están llenos de formas irregulares y tienen multitud de zonas acristaladas, lo que limita el espacio para la instalación de las células solares.
- Eficiencia de las células solares. Actualmente, los paneles solares que más rendimiento ofrecen del mercado (paneles, que no células) tienen una eficiencia del 22,8%. Por otro lado, las células fotovoltaicas del prototipo del Toyota Prius declaran una eficiencia del 34%, una cifra muy superior pero que corresponde a células de tecnología de triple unión, más caras e innovadoras que las habituales en la industria, las de silicio cristalino. En cualquiera de los casos, estas cifras de eficiencia prácticamente solo se consiguen en unas condiciones de laboratorio concretas y bastante optimistas (1000 W/m2 de irradiancia, una masa de aire de 1.5 y 25°C de temperatura).
Para demostrar que no es posible (con la tecnología actual) fabricar un coche autónomo que se pueda mover de forma autoalimentada exclusivamente con la luz del sol, vamos a hacer unas cuentas simples y muy favorables para el coche.
Supongamos que el coche es un prisma rectangular de 2x5x1.5 metros (anchura, longitud, altura), que tiene una superficie total (muy optimista) de 31 metros cuadrados. Supongamos también que somos capaces de cubrir el 100% de esa superficie con células fotovoltaicas. Y que estas células, por si fuera poco, tienen una eficiencia del 34%.
En el mejor de los casos, y teniendo en cuenta una radiación de condiciones de laboratorio, el coche será capaz de generar una potencia pico de 10,54 kW, lo que se traduce en 14,34 CV. Y para mover con soltura y seguridad un coche sabemos que hacen falta bastantes más. Raro es que un utilitario básico no tenga como mínimo unos 60 CV.
Pero es que además estamos hablando de un caso utópico que nunca se dará, ya que la superficie cubierta de células solares estará orientada hacia todos los puntos cardinales, por lo que en ningún momento podrá recibir radiación solar directa en todas sus caras. Eso, sumado a lo aleatorio que es el recorrido de un coche, hace que la potencia generada en cada momento sea especialmente variable y siempre significativamente inferior a la declarada. Y todo ello sin tener en cuenta otros factores como las sombras inevitables en el día a día, la suciedad impregnada en la carrocería, las pérdidas en el sistema eléctrico del propio vehículo, el consumo de los sistemas auxiliares y climatización...
Sí que es cierto que el vehículo podría equipar cierta capacidad de baterías donde almacenar la energía solar excedente o generada mientras el coche está parado. Pero no casaría con la filosofía de un coche autónomo. Y es que al no llevar conductor, los vehículos autónomos no tendrán necesidad de realizar paradas periódicas, sino que estarán dando servicio el máximo tiempo posible. Y en caso de tener que detenerse, será en situaciones de baja demanda, lo que probablemente coincidirá con las horas nocturnas (y de nula radiación solar).
Por lo tanto, en el mejor de los casos podríamos hablar de un coche autónomo parcialmente asistido por energía solar, pero nunca de un coche energéticamente autosuficiente. Y habría que pararse a pensar si en mundo donde generar electricidad con energía solar y eólica a gran escala es realmente barato merece la pena equipar a los coches con este tipo de sistemas con la complejidad y el coste que ello conlleva.
Imagen de portada | Hideki Kimura, Kouhei Sagawa / CC BY
Imágenes | Mark (Flikr), Sono Sion
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vodor
El objetivo realista no es ser únicamente solar, es que la carga solar suministre suficientes KM al día, por ejemplo 20km, y se acompañe por una batería razonable (500km)
Con eso mucha gente puede tener un coche solar sin necesidad de tener un garaje.
Contando con una media de 13.000km al año (35,6km al día):
https://www.ine.es/jaxi/Tabla.htm?path=/t25/p500/2008/p10/l0/&file=10020.px&L=0
Eso supone un gasto real de 15,6km día (35,6-20), que teniendo 500Km se traduce en una recarga al mes.
Eso sin contar que una parte importante de KM corresponde a viajes, lo que hace que tengas que recargar antes y después de los viajes, y algunas veces más repartidas durante el año.
raxis
La solución de autonomía esta en baterías intercambiables. Es decir. El coche eléctrico te lo venden sin batería. Mas barato. Entonces vas a una electrolinera, pagas el importe que incluye seguro, impuestos, recarga, desgaste de la batería, etc y te meten la batería. Cuando se acabe la autonomía, pues vas a la electrolinera y la intercambias por otra cargada. Es simple. El problema es que las marcas no han pactado al respecto.
rafaello76
Lo de estar constantemente en movimiento por ser autónomo, es un requisito que os habéis puesto vosotros. Está por ver si tienen éxito los vehículos compartidos.
marcdezabaleta
Soñar es gratis ...
sergio71
Que gusto de complicarse. A la fecha el tema motorización eléctrica tuvo un gran avance en rendimiento/eficiencia, el hidrógeno es almacenable y las celdas de hidrógeno son funcionales para producción de energía eléctrica.
Porque no se aprovechan con mayor eficiencia los paneles para creación de granjas solares destinadas a producir hidrógeno y a las instalaciones de combustibles existentes para hacer las transición de energía fósil a renovable.
myca
No veo cual es el problema de utilizar paneles solares para cargar las baterías de un coche eléctrico.
El prototipo del Toyota Prius recarga con energía solar unos 44,5 kms al día. Vamos a ponernos en un caso desfavorable de muchos dias nublados y menor optimismo. Pongamos que se pueden hacer 19,5 kms al dia. 19,5kms x 365dias = 7.117 kms al año.
La energía solar carga las baterías, por lo que es una tontería hablar de falta de potencia, tienes la misma potencia que en un eléctrico convencional, ya que no tiras de paneles directamente, sino de la carga de la batería.
¿Cuanta gente tiene el coche y hace menos de 10.000 kms al año? Tendrían más del 70% de la energía proviniente del sol que le da a su coche.
Parece que queremos ir de nada a todo. Las cosas no son así, el cambio de movilidad va a saturar las redes eléctricas y si cada coche carga 7000kms al año. Solo en España hay un parque de más de 22 millones de automóviles.
Con esta solución, en España, se recorrerian 154.000 millones de kilometros sin utilizar petróleo ni tener que ampliar redes eléctricas o centrales sucias.
La leche, y ¡¡os parece poco!!!
llg4165
Hola, creo que os habéis dejado alguna idea fuera del articulo, yo tengo claro que eso es el futuro, y no hay otra opción.
solarteameindhoven.nl / stella-vie /
No tiene sentido que 1500 kg de chatarra transporten 80 de ser humano, cuando con una bicicleta de 8 kg te puedes mover perfectamente.
No tiene sentido que un vehículo pueda correr 230 km/h, por que que pueda correr eso significa que tiene que estar todo super sobredimensionado: ruedas, frenos, bastidor, suspensión, motor....
Para mi la única opción es ir a vehículos ultraligeros y sencillos, para que quieres ir rodeado de tanto hierro? Si seguimos así los coches serán tanques en el futuro.
Pienso que los fabricantes no quieren sacar de verdad coches eficientes eléctricos, no les interesa, ¿por qué no hacen algo como el Audi A2 en eléctrico?
Por cierto quiero comentar que yo voy al trabajo a 20km en un velomobil, a la ida en modo eléctrico para no llegar sudando y cansado, y a la vuelta a pedales para hacer ejercicio.
Algo como esto:
www.geocities. ws / rcgilmore3 / Go_One. jpg
Un saludo
Quitar espacios de vinculos que no me deja ponerlos (karma??)
velocidad
“Además, los coches están llenos de formas irregulares y tienen multitud de zonas acristaladas, lo que limita e espacio para la instalación de las células solares.”
También existen paneles traslúcidos que se podrían usar para sustituir los cristales. No tendrán una eficiencia del 30% pero al menos no serían una superficie desaprovechada.
Maisonier
¿para cuándo baterías de nanoplomo?
ustm
¿Y por qué nos quedamos solamente con la idea de un vehículo solar? Mejor unas avenidas y calles solares que alimenten por inducción vehículos eléctricos con baterías, así mientras el día transcurre se alimentan suministrando energía a la ciudad, mientras un vehículo circula lo alimentan y mientras se estaciona lo carga.
Evidentemente hay muchísimas más complicaciones, pero el concepto y el futuro es nuestro para aprovechar
vinsuk
Lo que sería un desperdicio es no aprovechar esa cantidad enorme de enrgía "gratis". Que no es una solución definitiva, pues ok, pero no por eso hay que despreciarla.
TOVI
Un vehículo unicamente solar es un desproposito... Un refuerzo a una batería existente si es útil, lo demás es inviable.
Falk
No sé la gente, pero yo al menos tengo el coche parado 3 días a la semana, salvo excepciones podría estar moviéndome "gratis" en coche la mayor parte del tiempo según esos cálculos y sin necesidad de tirar de enchufe y garaje que no tengo.
Aquí en el sur hace mucho sol la verdad. Como complemento estaría genial.
fragi
A ver, ni tan optimistas como nos quieren vender algunos sus "Avances" ni tan pesimistas.
Un coche sólo foltovoltaico es estúpido, de hecho de noche no valdría un duro.
Pero ahora seamos consecuentes, y pintemos las cosas como son.
Un coche que tuviera toda su carrocería aprovechable de células solares asequibles, se comportaría como "algo más" que un panel orientado al sol que hiciese la misma sombra.
Pero recordemos que la mayoría de los recorridos son cortos, yo suelo ir de casa al trabajo y del trabajo a casa, total 30 minutos.
Si siguen bajando los precios de las células solares, puede merecer la pena.
Recordemos que en España, incluso en día Nublado en el Solsticio de Invierno, tenemos al día 0.85Kw/m^2, aunque si lo metes en el garaje, que es la tendencia y lo que exigen las nuevas normativas de las ciudades........
alentines
O se sacan de la manga unos paneles solares con una eficiencia imposible para la tecnología actual o que ni se molesten, el concepto es muy bonito pero hoy por hoy si no se puede no se puede.
humbertomondejar
Hablando a lo loco, se sabe de toda la vida que las cuentan no salen por esa vía.
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Otro detalle, lo de la limpieza aplica poco; no hay algo más limpio que un carro particular. Sería donde más limpio viviría un panel de todas los lugares de uso posible; más si sabes ahora que la limpieza no solo es para el cuidado de tu carro.
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Otro.
Tal vez se tendría que tener en cuenta en el cálculo comparativo; que esa potencia de un motor de combustión, en la práctica mucha se convierte en radiación térmica del motor, problema que no tienes en el eléctrico.
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Otro.
Si logras una carrocería, al menos en ciertos lugares que sean la misma celda fundida de fábrica, moldeada (especial para el caso); pues el peso puede disminuir mas al no necesitar el metal por debajo. Lo veo como un proceso evolutivo natural.
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Otro.
Los semiconductores muchos son semitransparentes o las celdas posiblemente a futuro se puedan fabricar más transparentes que los tintes Windows comerciales; así que podrías sustituir los pesados vidrios y aumentarse la superficie de ganancia.
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Es decir, que es de visionario que una automovilística aunque sea en carros de combustión ya comience a invertir en que su carro venga equipado con celdas fotovoltaicas y otras novedades como las que sugiero o puedan ocurrirceles a otros.
georgeelcurioso
Que "el astro rey no es capaz de darnos toda la energía que necesitamos en una superficie tan reducida" y gracias a Dios porque sino nos achicharrariamos, pero es más que las celdas todavía aprovechan solo una pequeña cantidad de la energía y lo peor acumulan calor en forma terrible haciendo que además de carro tengas un horno.
vilani
Con tantas investigaciones realistas que hay, porque hay gente que se centra en perder el tiempo en algo que es matemáticamente imposible. Que dejen el coche solar aparcado ya joder, y que se centren en otras tecnologías realistas.
fenderslender
Toda la vida huyendo del sol a la hora de aparcar y resulta que en unos años nos vamos a pegar por él.
kawjones
Mucha imaginación le hecha el redactor " los vehículos autónomos no tendrán necesidad de realizar paradas periódicas, sino que estarán dando servicio constantemente. " ¿Seguro?
¿Y que van a hacer? ¿dar vueltas en un tiovivo?. Los coches autonomos no pararan si hay pocos, muy pocos, pero en caso contrario, que es lo más obvio, pararán y mucho.
Es de cajón. Ahora mismo sucede con los vehiculos autonomos (desde el punto de vista del usuario) de toda la vida, tambien llamados taxis. Si trabaja, el coche, 18 horas al dia ¿en cuantas de esas horas lleva pasajeros?
javieradrados
Y porque no esperar a cuando mejore la eficiencia de los paneles y del motor en unos cuantos años, y utilizar toda esa energía en algo realmente útil. Me recuerda a la famosa carretera sola
jjr1200gs
En un coche no tienen mucho sentido pero, ¿en un camión y en los techos de los autobuses?
boreas
Y un parking solar?
llg4165
Ahh, se me olvidaba, que eso que puesto no va a pasar por que significaría desmantelar toda la industria del automovil. que nos engañan con sus "tanques" ecológicos.
Nos gastamos el dinero comprando combustible para mover toda la chatarra que ponen en el coche. Usamos el 0,06 % del combustible en movernos a nosotros, el resto es para mover la chatarra que llevamos debajo.
Eso no tiene futuro
evercano
Es normal que esta tecnología haya madurado tan poco ya que para las empresas no es negocio un automovil que no demandé combustible o energía, mucho menos un auto que no falle mecánicamente, obsolencia programada.
jjra1
Para mí son verdaderamente interesantes para mantener la carga en coches eléctricos que se pegan días o semanas sin utilizarse.
Igualmente, se puede programar el aire acondicionado para que el habitáculo permanezca siempre a una temperatura determinada y con la energía que proporciona las placas fotovoltaicas, hacen que la batería no se descargue hasta agotarse.
gustavo_woltmann2020
Me imagino que será muy costoso tener un carro solar pero tienes que entender que el invierno opaca mucho y pues será muy difícil que solamente se sostenga con luz solar. Gustavo Woltmann.