Αυτονομία άνω των 1000 χιλιομέτρων για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα επιθυμούν πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες

Η ηλεκτροκίνηση τρέχει με γοργούς ρυθμούς και το μεγάλο στοίχημα των αυτοκινητοβιομηχανιών είναι η αύξηση της αυτονομίας. Σύμφωνα με τα πρώτα δεδομένα που επεξεργάζονται οι αυτοκινητοβιομηχανίες, η αύξηση της αυτονομίας άνω των 1000 χιλιομέτρων είναι εφικτή.

   Με αυτόν τον τρόπο ένα αυτοκίνητο που κινείται σε αστικές διαδρομές εντός πόλης ίσως στο πρόσφατο μέλλον να χρειάζεται ανεφοδιασμό μετά από αρκετές ημέρες ίσως και δύο φορές κάθε μήνα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί αν το όχημα για παράδειγμα εξοπλισθεί με φωτοβολταϊκά στοιχεία. Αυτό θα έκανε τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα περισσότερο ελκυστικά. Τα πρώτα παραδείγματα για την αποτελεσματικότητα των συγκεκριμένων τεχνικών που κινούνται με ηλεκτρική ενέργεια η οποία προέρχεται από ηλιακά πάνελ τα δίνουν τα μικρά ηλιακά σκάφη που διαφημίζονται και ως σκάφη απεριορίστου εμβέλειας. Εκεί, όμως, υπάρχουν μεγάλες επιφάνειες φωτοβολταϊκών στοιχείων. Σε μεγαλύτερα πλοία γίνεται επιπλέον και εφαρμογή ανεμογεννητριών σε μορφή στροβίλου επειδή σπανίως στην ανοικτή θάλασσα ό άνεμος πνέει με ταχύτητα μικρότερη εκείνης του πλοίου. Το πλοίο Manta, καθαρισμού της θάλασσας, της εταιρείας Sea Cleaners, αποτελεί ένα από τα τελευταία επιτεύγματα στον τομέα αυτό.

   Τα πράγματα στην στεριά είναι διαφορετικά, καθώς ένα αυτοκίνητο δεν διαθέτει μεγάλο εμβαδόν για να φιλοξενήσει φωτοβολταϊκά πάνελ. Όμως τα νέας τεχνολογίας στοιχεία μπορούν να τοποθετηθούν στις πλευρικές επιφάνειες του οχήματος, όπως έγινε στην περίπτωση του ηλεκτρικού αυτοκινήτου Sion της Sono Motors.

   Επίσης, δεν θα πρέπει να ξεχνάμε σήμερα τα δεκάδες ηλιακά αυτοκίνητα που κατασκευάζονται σε διάφορα πανεπιστήμια του κόσμου και επιτυγχάνουν πολλά ηλεκτρικά χιλιόμετρα με ενέργεια από τον ήλιο.

   Η Tesla πέτυχε αύξηση της αυτονομίας στα μοντέλα της λόγω των χαμηλών συντελεστών αεροδυναμικής αντίστασης των αμαξωμάτων τους σε συνδυασμό με το μικρό βάρος και τα πολύ αποδοτικά ηλεκτρονικά ισχύος. Παράλληλα χρησιμοποιεί και άλλες στρατηγικές όπως την εκτεταμένη χρήση αλουμινίου. Το ηλιακό αυτοκίνητο Lightyear One έχει αυτονομία 750 χιλιομέτρων κάνοντας εκτεταμένη χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων και αξιοποιώντας πολύ αποδοτικούς ηλεκτροκινητήρες ενσωματωμένους στους τροχούς οι οποίοι κατεβάζουν την κατανάλωση ενέργειας στις 8,3 kWh ανά 100 χιλιόμετρα.

   Ο Elon Musk έχει εκφράσει την άποψη ότι μπορεί ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, που βρίσκεται σταθμευμένο, να ξεδιπλώσει επιφάνειες με φωτοβολταϊκά στοιχεία τα οποία θα φορτίζουν τους συσσωρευτές του με ισχύ μεγαλύτερη από 1kW. Σήμερα τα περισσότερα αυτοκίνητα διαθέτουν μεγάλες γυάλινες επιφάνειες, την ίδια στιγμή που η αναπτύσσεται η τεχνολογία των διαφανών επιφανειών που εμπεριέχουν φωτοβολταϊκά στοιχεία. Ήδη η Hyundai υπόσχεται μια τέτοια διαφανή οροφή.

   Από το 2018, η Tesla έχει αρχίσει να χρησιμοποιεί ημιαγωγούς ευρέως φάσματος (silicon carbide) στον κύριο αντιστροφέα (inverter) του μοντέλου 3, οι οποίοι είναι περισσότερο αποδοτικοί και εξοικονομούν βάρος και χώρο από τα συστήματα ψύξης τους. Υπερπυκνωτές δεν έχουν ακόμα αρχίσει να χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αν και η χρήση τους θα μπορούσε να βελτιώσει την αυτονομία με διάφορους τρόπους. Οι υπερπυκνωτές μπορούν να εκμεταλλευτούν καλύτερα την επανακτώμενη ενέργεια κατά τις επιβραδύνσεις και μπορούν να υποστηρίξουν βαθύτερες εκφορτίσεις των συσσωρευτών.

   Επιφάνειες περισυλλογής υπέρυθρης ακτινοβολίας στο κάτω μέρος του αυτοκινήτου μπορεί να εισφέρουν ενέργεια, ιδίως σε χώρες με θερμά κλίματα. Στο επάνω μέρος και στα πλευρά του αυτοκινήτου η τοποθέτηση ηλιακών στοιχείων πυριτίου με τιτανικό ασβέστιο (περοσκβίτης) μπορεί να αποφέρει αυξημένη απόδοση κατά 10% και εάν προχωρήσουμε σε λύσεις πολλαπλών επιστρώσεων μπορεί να φτάσουμε και στο 100%.

   Τα αυτόνομα οχήματα μπορούν να γίνουν σημαντικά ελαφρύτερα, ενώ σε χώρες με δυνατούς ανέμους μπορεί να γίνει εκμετάλλευση μικρών ανεμογεννητριών τύπου στροβίλου. Ο όμιλος της Volkswagen, αλλά και άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες εργάζονται πάνω σε αυτούς τους τομείς για να μην έχει ένα αυτοκίνητο «νεκρά» στοιχεία. Εξίσου πρωτοποριακές λύσεις αποτελούν οι συστοιχίες μεγάλης ονομαστικής τάσης από 800 V έως 1000 V προκειμένου να μεγαλώσουν οι χωρητικότητες των συσσωρευτών για την επίτευξη μεγαλύτερων αυτονομιών αλλά ταυτόχρονα να διασφαλιστούν οι γρηγορότερες ταχυφορτίσεις. Η λύση αυτή επιλέγεται από το γκρουπ VW Group, Lucid, Rivian, GM, Hyundai, Kia και άλλους κατασκευαστές. Τέλος, η θερμική διαχείριση και όλα τα υλικά που χρησιμοποιούνται μπορούν να βελτιώσουν τις αποδόσεις τους και να γίνουν ελαφρύτερα. Παρεμβάσεις που και αυτές μπορούν να αυξήσουν έστω και λίγο την αυτονομία του οχήματος.

Κυριάκος Παρασίδης – ΑΠΕ ΜΠΕ