كيف تعمل السيارات الشمسية؟

هل تعلم أن هناك حاليا سيارات شمسية ؟ على الرغم من أنه لا يزال قطاعًا ينمو ، إلا أنه ابتكار تكنولوجي سيسمح لنا ، في المستقبل ، بالتنقل مع السيارات التي تستفيد من الطاقة الشمسية وتخزينها لتحويلها إلى كهرباء. كما أن الألواح الشمسية قادرة على تسخين مياهنا أو منزلنا ، فقد تم تقديم الطاقات المتجددة في مجال المحركات بقوة كبيرة بحيث تكون قادرة على تغيير قطاع السيارات بالكامل في السنوات المقبلة. نخبرك في هذه المقالة كيف تعمل السيارات الشمسية حتى تتمكن من التعود على الموضوع.

أداء السيارات الشمسية

المبدأ الأساسي الذي تعتمد عليه تكنولوجيا السيارات الشمسية هو تسخير طاقة ضوء الشمس لتحويلها إلى كهرباء. لإجراء هذا التعديل ، عادة ما تستخدم الخلايا الكهروضوئية (الألواح الشمسية) المسؤولة عن تحويل الفوتونات (الضوء) إلى إلكترونات (كهرباء).

منذ عام 1987 ، يقام سباق World Solar Challenger سنويًا في داروين أستراليا. لا يقبل سباق السيارات هذا سوى المركبات التي تعمل بالطاقة الشمسية ، وفي كل عام ، تشارك المزيد من الشركات في مشاريع ومقترحات جديدة من قطاع السيارات. هذا هو المكان الذي يمكننا أن نرى فيه مستقبل السيارات الشمسية ونشهد التطور الهائل الذي شهده القطاع في السنوات الأخيرة.

ولكن كيف تعمل السيارات الشمسية؟ المفتاح لتحريك السيارة هو أن الألواح الشمسية مرتبة ضد بعضها البعض في شكل شطيرة. وبهذه الطريقة يُسمح بتجاوز فائض إلكترون واحد وعجز الآخر ويمكن تحريكه بواسطة فجوات الآخر ؛ مع هذا المزيج ، تتدفق الإلكترونات ، وبالتالي يتم إنشاء الجهد الكهربائي . في حالة السيارات ، تغذي الألواح الشمسية بطارية مسؤولة عن تحريك محرك السيارة.

نخبرك في هذه المقالة بطريقة أكثر تحديداً كيف تتحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ، بحيث تفهم تشغيل الألواح.

المشاكل الأولى

كما قلنا ، فمنذ عام 1987 تم ابتكاره في مجال السيارات الشمسية وقد وجد العلماء على طول الطريق مع سلسلة من المشاكل والمشاكل التي جعلت الناس يعتقدون أن مستقبل هذه المركبات كان خيالًا علميًا أكثر من الواقع . كانت إحدى المشاكل الرئيسية التي واجهتها أن الشمس لم تبعث ما يكفي من الطاقة في شكل إشعاع لتكون قادرة على تحريك مركبة كاملة بالسرعة المعتادة 100 أو 120 كم / ساعة.

ثم وجدوا أن الخلايا الكهروضوئية التي كانت لدينا حتى ذلك الحين لم تكن متطورة للغاية من الناحية التكنولوجية ويمكنها الاستفادة من جزء صغير فقط من طاقة الشمس لتحويلها إلى كهرباء. في ذلك الوقت كانت هناك حاجة إلى الابتكار في الألواح الشمسية التي كانت أكثر كفاءة والتي يمكن أن تستفيد بالكامل من الفوتونات.

كل هذا جعل السيارات الشمسية التي كانت في ذلك الوقت تصل إلى الدراجات ذات العجلات الثلاث فقط التي سمحت فقط بمقعد واحد ومجهزة بعجلات الدراجات. فوق هذا ، كان هناك نوع من المظلة من الألواح الضوئية التي كانت مسؤولة عن تحويل الطاقة ، وبالتالي ، لنقل السيارة.

في هذه المقالة نكتشف الأنواع المختلفة من السيارات الشمسية التي تم اختراعها مع مرور الوقت.

واقع السيارات الشمسية

ومع ذلك ، في عام 2014 ، فاجأت مجموعة من المهندسين الطلاب من هولندا World Solar Challenger من خلال تقديم سيارة قادرة على نقل 4 أشخاص لمسافة 600 كيلومتر على التوالي. حتى ذلك الحين ، كانت السيارات التي تم تقديمها في أستراليا نماذج أولية نظرًا لأنها كانت تتمتع بقدر قليل من الاستقلال الذاتي ولم تكن قادرة على نقل أي شخص إلا كما أشرنا سابقًا. لهذا السبب ، أصبحت ستيلا (وهو الاسم الذي عمدت به السيارة) أول سيارة شمسية عائلية في العالم.

بالإضافة إلى ذلك ، تعد Stella واحدة من السيارات الأقل ثقلًا لأنها لا تصل إلا إلى 380 كجم نظرًا لأن الهيكل مصنوع من مواد خفيفة مثل الألمنيوم أو ألياف الكربون ، وهو ما يدعم تقدم وسرعة واستقلالية السيارة. يتم تثبيت الألواح الشمسية على السقف وغطاء السيارة للاستفادة القصوى من طاقة الشمس.

يمكن لـ Stella السفر بشكل مستقل على بعد 600 كم بشحنة واحدة ، لكن بالإضافة إلى ذلك ، يستهلك طاقة أقل من الطاقة التي ولدتها اللوحة نفسها ، وبالتالي يمكن تخزين الفائض في بطارية تعمل على استخدامه. عندما لا يكون هناك ضوء الشمس.