نحوه عملکرد خودروهای خورشیدی

شاید هیچ چیز به اندازه یک نهار مجانی لذت بخش 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 هیجان آور خواهد بود. خب اگر یک خودرو خورشیدی را برانید، این رویا به واقعیت خواهد پیوست. خودروهای خورشیدی هم مانند خانه های خورشیدی، انرژی مورد نیازشان را از خورشید تامین کرده و آن را به جریان برق تبدیل می کنند و این جریان الکتریکی موتور را به حرکت در می آورد. بعضی از خودروهای خورشیدی، از باتری استفاده نمی کنند و جریان را مستقیم به سوی یک موتور برقی می فرستند.

خودروهای خورشیدی این کار را از طریق سلول های فتو ولکانیک (PVC) انجام می دهند. PVC ها، اجرایی از پنل خورشیدی هستند که انرژی نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کنند. این سلول ها، اجسامی نیمه رسانا هستند که معمولاً از سیلیکون ساخته می شوند و نور را جذب می کنند. در مرحله بعدی، انرژی نور خورشید، الکترون های جسم نیمه رسانا را آزاد و جریان الکتریسته تولید می کند. همین جریان برق است که باتری را تغذیه می کند یا به طور مستقیم موتور را به کار می اندازد. البته ممکن است نتوانید خودروهای خورشیدی را در نمایشگاه های اتومبیل پیدا کنید، ولی این گونه خودروها از دهه 70 میلادی به این سو توسط افراد مختلف ساخته شده اند.

نحوه عملکرد دیفرانسیل در خودرو

خودروهای خورشیدی

در حال حاضر خودروهای خورشیدی چندان شناخته شده نیستند اما با گسترش استفاده از انرژی های نو و تجدیدپذیر احتمال آنکه این خودروها بیشتر در بازار عرضه شده و مورد استفاده عموم قرار گیرند افزایش یافته است.

خودروهای خورشیدی را می توان مدل های برقی دانست که به کمک سلول های فتوولتاییک انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل کرده و به این واسطه انرژی مورد نیاز خود را تامین می کنند. در این خودروها انرژی الکتریکی تامین شده در باتری های خاصی ذخیره شده و در مواقع لزوم مورد استفاده قرار می گیرد.

به همین جهت نیز فعلا خودروسازان ترجیح می دهند که خودروهای خورشیدی را به شکل هیبریدی تولید کنند تا تامین تمامی انرژی مورد نیاز خودرو به پنل های نصب شده روی سقف خودروها واگذار نشود.

البته راهکار دیگر، کاهش انرژی مصرفی خودروهاست که این موضوع نیز با کاهش ایمنی بیشتر خودرو به همراه است. بعید به نظر می رسد که خودروسازان بتوانند به زودی خودروهای خورشیدی تولید کنند که توان حمل بیشتر از یک نفر را داشته باشد.

نکته ای که در این میان وجود دارد آن است که خودروهای خورشیدی هنوز فاصله زیادی تا مرحله پیاده سازی و عمومی سازی دارند و اکثر پروژ ه های مرتبط با این خودروها در مراحل ابتدایی قرار دارد.

خودروهای خورشیدی چگونه کار می کنند؟

پنل های خورشیدی به فوتون ها اجازه می دهند الکترون ها را تحریک کنند. جنب و جوش حاصل از این کار، پایه و اساس تولید جریان الکتریسیته است. به لحاظ ساختاری، این پنل ها از تعداد زیادی سلول فتوولتاییک که به هم متصل هستند، تشکیل یافته اند.

در تعریف ساده هر سلول فتوولتاییک را می توان ساندویچی از دو تکه که جنسی از مواد نیمه رسانا، مثل سیلیکن، دارند، توصیف کرد. سیلیکن موجود با مواد دیگری – معمولا فسفر و بور – ترکیب می شود تا هر تکه بار الکتریکی مثبت یا منفی پیدا کند. با چنین ساختاری یک میدان الکتریکی در نقطه اتصال دو لایه بوجود می آید.

هنگام برخورد فوتون ها به الکترون ها، میدان الکتریکی الکترون ها را به سمت بیرون از نقطه اتصال سیلیکن هدایت می کند. صفحات رسانای فلزی حاضر در طرفین سلول ها این الکترون ها را جمع آوری کرده و آنها را به سیم ها منتقل می کنند. در این لحظه الکترون ها همانند دیگر منابع الکتریسیته جریان می یابند.

نحوه عملکرد کالیپرهای ترمز شناور

خودروهای خورشیدی دارای چند مزیت هستند که مهم ترین آنها عبارتند از:

• صرفه اقتصادی بیشتر به خاطر عدم وابستگی به سوخت
• پایداری و سازگاری با محیط زیست
• عدم تولید آلودگی صوتی و گازهای آلاینده
• نداشتن هزینه اضافی جز تعویض باتری

یکی از اولین خودروهای خورشیدی دنیا توسط جنرال موتورز ساخته شده و در سال ۱۹۵۵ در شیکاگو به نمایش درآمد. این پروتوتایپ ۳۸ سانتی متری «سان موبیل» (Sunmobile) نام داشت و نیروی محرکه آن توسط یک موتور برقی کوچک و ۱۲ سلول فوتوولتاییک سلنیومی تامین می شد. اگر چه سان موبیل عنوان نخستین خودروی خورشیدی را در اختیار دارد، ولی با توجه به ابعاد بسیار کوچک امکان رانندگی با آن هرگز میسر نبود.

مزایای خودروهای خورشیدی

مسلما عمده ترین مزیت خودروهای خورشیدی عدم تولید آلودگی هوا و حذف صداهای مزاحم است. از دیگر مزایای این خودروها می توان به صرفه های اقتصادی آن ها اشاره کرد. مالکان خودروهای خورشیدی دیگر وابستگی خاصی به تامین سوخت نداشته و از این لحاظ هزینه ای دامن آن ها را نمی گیرد.

به طور قطع خودروهای خورشیدی را می توان یکی از دوست داران پروپا قرص محیط زیست دانست که آلودگی خاصی را راهی محیط زیست نمی کنند.

محل قرارگیری سوپاپ در خودرو و نحوه عملکرد آن

مشکلات تولید خودروهای خورشیدی

مشخصا عمده ترین دلیلی که سبب شده خودروهای خورشیدی نتوانند آنطور که شایسته است در بازار نفوذ کنند راندمان پایین این خودروهاست. در حال حاضر پنل های خورشیدی کارایی ۲۰ الی ۳۰ درصدی داشته و به طور قطع با چنین کارایی نمی توان خودروهای خورشیدی را به خصوص در مقیاس تجاری در بازار عرضه کرد.

مشکل دیگر مربوط به وزن و هزینه طراحی و تولید این خودروهاست که خود بسیار چالش برانگیز است. تجهیز کل بدنه یک خودرو خورشیدی به پنل های خورشیدی علاوه بر آنکه بسیار هزینه بر است می تواند وزن خودرو را نیز به میزان قابل توجهی افزایش دهد. این افزایش وزن مصرف انرژی خودرو را زیاد می کند و در نهایت سبب می شود که خودرو به پنل های خورشیدی بیشتری نیازمند شود.

مشکل دیگر نبود همیشگی آفتاب است. حتی اگر یک خودرو خورشیدی همیشه نیز در معرض آفتاب باشد انرژی لازم برای پیمایش تنها ۴۰ کیلومتر مسافت را در اختیار دارد.

جالب است بدانید خودروهای خورشیدی هرچند خود به طور کامل با محیط زیست منطبق هستند اما واقعیت این است که روند تولید پنل ها و باتری های مورد استفاده در آن ها به صورتی است که تاثیر منفی بر محیط زیست گذاشته و در نهایت سبب افزایش آلودگی کربنی کره زمین می شود.

با وجود تمامی موارد گفته شده اصلا دور از انتظار نیست که با گسترش تحقیقات خودروسازان بتوانند روزی خودروهای خورشیدی تولید کنند که تجاری سازی شده و کارایی لازم برای استفاده روزمره را داشته باشد.