Ô tô điện năng lượng mặt trời vẫn là một trong những chủ đề sáng tạo tương lai. Ánh sáng từ mặt trời tạo ra một nguồn năng lượng vô cùng lớn. Năng lượng này có thể chuyển đổi thành điện năng thông qua những tấm pin mặt trời.
Tuy nhiên, việc ứng dụng năng lượng này vào các loại xe điện hiện nay vẫn chưa được hiện thực hóa. Minh chứng cụ thể là chưa có một hãng xe nào có thể tạo ra được những chiếc ô tô điện chạy bằng năng lượng mặt trời. Vậy lý do vì sao ô tô điện chạy bằng năng lượng mặt trời vẫn chưa được hiện thực hóa? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết sau đây!
Theo người dẫn chương trình của “Engineering Explained”, ông Jason Fenske đã nêu ra một vài giả thuyết khiến việc sử dụng ánh sáng từ mặt trời để làm năng lượng sử dụng cho xe ô tô không thể phổ biến ngày nay!.
Giả thuyết về sự lý tưởng
Những tia nắng của mặt trời cho rất nhiều năng lượng. Trong trường hợp ánh nắng mặt trời tối ưu nhất (100%), việc phủ các tấm pin năng lượng mặt trời lên nóc xe ô tô điện (Ví dụ xe Tesla Model 3) có thể tạo ra năng lượng điện liên tục lên đến 12 kWh.
Theo Jason Fenske tính toán, miễn là có mặt trời chiếu sáng, mỗi chiếc xe ô tô điện có thể di chuyển với vận tốc không đổi 100 km/h trong điều kiện lý tưởng nhất.
Theo nghiên cứu, những tấm pin mặt trời đã được sử dụng có thể sạc cho một bộ pin 75 kWh và mất khoảng 6.25 giờ để sạc. Năng lượng này sẽ cho phép chiếc xe ô tô điện năng lượng mặt trời vẫn có thể di chuyển vào ban đêm. Tuy nhiên, đó là giả định về các điều kiện lý tưởng nhất.
Chứng minh trong thực tế
Ở trong điều kiện thực thì những giả thuyết trên không được lý tưởng như thế. Sẽ chỉ có khoảng 55% năng lượng từ mặt trời (chỉ đạt 250W so với 1360W) đi tới được bề mặt Trái đất, phần còn lại sẽ bị phản xạ đi hoặc bị bầu khí quyển hấp thụ.
Từ đó, độ hiệu quả của các tấm pin mặt trời cũng sẽ bị hạn chế. Các tấm pin phổ biến ngày nay chỉ có thể giới hạn chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng khoảng 33.7%. Điều này có nghĩa là đa số những tia nắng mặt trời chiếu vào các tấm pin này đều không được chuyển hóa thành điện năng (kể cả có thể sử dụng nhiều cách để nâng cao mức chuyển đổi này).
Jason Fenske cho biết, do Trái đất có hình cầu nên bề mặt cong sẽ ảnh hưởng tới độ hiệu quả của các tấm pin năng lượng mặt trời. Chỉ một vùng nhỏ trên bề mặt Trái đất là đối diện trực tiếp với Mặt trời tại một thời điểm nào đó.
Ở những địa điểm khác, các tấm pin mặt trời sẽ bị nghiêng ra khỏi hướng chiếu của Mặt trời. Điều này khiến các tấm pin năng lượng mặt trời không thể hấp thụ năng lượng liên tục được.
Ô tô điện năng lượng mặt trời kém hiệu quả
Jason Fenske giải thích rằng, nếu cứ chuyển đổi năng lượng mặt trời để sử dụng trên một chiếc Model 3, tối đa nó chỉ có thể đạt được 1.5 kW. Với tốc độ nạp như thế này, mỗi chiếc xe sẽ mất khoảng 8.3 ngày chỉ để sạc đầy pin cho chiếc Tesla Model 3.
Ngày nay, vẫn có một số hãng xe vẫn đang nghiên cứu xe ô tô điện năng lượng mặt trời và họ vẫn đang cố gắng liên tục đưa ra nhiều mẫu ra thử mới.
Trong đó, trường hợp của hãng Aptera Motors là đặc biệt hơn hết. Hãng này này tuyên bố xe ba bánh của họ có thể sử dụng tất cả năng lượng từ mặt trời (không hao tổn), vậy nên không còn mất thời gian chờ sạc.
Jason Fenske cho biết bài toán đó đã được kiểm tra thực tế. Để chiếc xe không bao giờ phải sạc (Never Charge) cần phải đáp ứng được điều kiện tối thiểu như sau: 3 mét vuông Pin năng lượng mặt trời, cung cấp được 100 wh/mile (mile/dặm) => Xe phải chạy ít nhất 40 miles/ngày (64 km/ngày) để có thể tự sạc và đáp ứng tối thiểu 4 kWh/ngày.
# Chứng minh thực tế cho loại ô tô điện năng lượng mặt trời
Thực tế đã chứng minh rằng, mẫu xe của hãng Aptera Motors hoàn toàn có thể đáp ứng được mức 4.5 kWh/ngày.
Thế nhưng, chiếc Aptera này chỉ có thể tải được hai người lớn và cabin cũng chỉ được tải một lượng hàng hóa ít ỏi. Ngoài ra, độ an toàn và tin cậy trong trường hợp xảy ra va chạm vẫn là một ẩn số.
Jason Fenske mặc dù phải thừa nhận rằng, chiếc xe này có khả năng cao sẽ phổ biến trong tương lai, nhưng anh cũng không phủ nhận rằng nó không thể nào là một chiếc xe “chính thống” như những loại xe khác, bởi tính an toàn cho xe điện luôn phải đặt lên hàng đầu.
Tóm lại, chúng ta vẫn luôn mong chờ trong tương lai không xa, những chiếc xe ô tô điện năng lượng mặt trời sẽ trở nên phổ biến để “cứu” Trái Đất đang ngày càng ô nhiễm hơn từng ngày. Và cũng hy vọng VinFast sẽ làm được điều tuyệt vời này.
Nếu các bạn đang quan tâm nhiều hơn về ô tô điện trong tương lai, các bạn có thể đọc thêm bài: Các hạng mục bảo dưỡng ô tô điện
