O setor é cada vez mais promovido para um mercado mais ECO, com tecnologias mais verdes. No entanto, os atuais, como os híbridos, ou plug-ins, biocombustíveis, etc., têm todos os seus prós e contras. A ideia de um carro solar, que é recarregado/funciona exclusivamente com energia do Sol, parece uma solução ideal, juntamente com a tecnologia do hidrogénio.
No entanto, embora diversas empresas automóveis e startups estejam a explorar este nicho de mercado, a realidade é que ainda enfrentamos desafios significativos em termos de eficiência energética e limitações físicas. Aqui analisaremos se é viável ou não num futuro próximo, uma vez que este tipo de veículo representa uma aposta sustentável no caminho para a energia solar. As suas vantagens incluem a redução das emissões de CO2, a utilização de uma fonte de energia inesgotável e gratuita e a redução de ruídos e vibrações…
Como funciona um carro solar?
Un carro ou veículo solar Não difere muito de um carro 100% elétrico, apenas que ao invés de obter energia de uma bateria recarregável, podem obter essa energia de um painel solar ou esta pode ser utilizada para carregar uma bateria. No entanto, os motores e outros elementos são comuns a outros veículos elétricos. Por isso, para saber como funciona um veículo solar, o melhor é entender como funciona um painel fotovoltaico.
Pois bem, um painel fotovoltaico ou fotoelétrico, também conhecido como painel solar, é um dispositivo que converte a energia da luz solar em eletricidade através do efeito fotovoltaico. Aqui explico como funciona de forma técnica e detalhada:
- Absorção de luz: a luz nada mais é do que feixes de fótons, partículas transportadoras, um tipo de radiação eletromagnética do espectro visível. Quando esta luz solar atinge as células fotovoltaicas da placa, é criado um campo elétrico entre as camadas. As células fotovoltaicas são compostas por duas camadas de material semicondutor, geralmente silício, que foram dopadas com certos elementos para criar uma região com carga positiva e uma região com carga negativa.
- Geração de corrente elétrica: Os fótons da luz solar têm energia suficiente para liberar ou separar elétrons dos átomos do material semicondutor. Este processo é conhecido como efeito fotoelétrico. Os elétrons livres são empurrados pelo campo elétrico em direção à camada carregada negativamente, enquanto os buracos que eles deixam são empurrados em direção à camada carregada positivamente.
- Fluxo de eletricidade: graças a esses movimentos dos portadores de carga, quando um circuito externo é conectado ao painel solar, os elétrons podem fluir através deste circuito da camada de carga negativa para a camada de carga positiva, gerando corrente elétrica para movimentar os motores que acionam o veículo, alimentar outros elementos auxiliares, ou simplesmente para carregar uma bateria que posteriormente alimentará os motores. É preciso dizer que a eletricidade gerada pelos painéis solares é de corrente contínua (DC). No entanto, alguns itens usam corrente alternada (CA). Portanto, a eletricidade CC deve ser convertida em CA por um dispositivo denominado inversor.
É importante mencionar que a quantidade de eletricidade que um painel solar pode gerar depende de vários fatores, incluindo a intensidade da luz solar, a eficiência das células fotovoltaicas e a orientação e inclinação da placa.
Tipos de painéis solares
Lá vários tipos de painéis solares, cada um com suas características, vantagens e desvantagens. Por exemplo, devemos diferenciar entre:
- silício monocristalino: São conhecidos pela sua alta eficiência e estabilidade ao longo do tempo. São compostos por células de silício monocristalino, ou seja, a rede cristalina semicondutora é ordenada, e todas com a mesma orientação. Graças a isso, eles têm um desempenho muito alto, mesmo com pouca luz, e são mais estáveis. No entanto, eles também tendem a ser mais caros. Sua eficiência costuma ficar em torno de 22,8%, o que significa que da energia luminosa que chega, eles podem converter cerca desse percentual em eletricidade. O resto é desperdiçado como calor, etc.
- Silício policristalino- Eles são feitos de lingotes de silício derretido e resfriado lentamente, como resultado os cristais podem estar em várias direções, daí seu nome. Geralmente são mais baratos que os monocristalinos, mas têm uma eficiência um pouco menor, embora também sejam bons para condições de pouca luz. Sua eficiência pode ficar entre 14% e 16%.
- perovskitas: É algo que se tem falado muito ultimamente, uma tecnologia emergente na área de energia solar. Eles demonstraram um rápido aumento de eficiência nos últimos anos, atingindo eficiências de 25,5%. Embora ainda estejam nos estágios iniciais de desenvolvimento, as perovskitas prometem revolucionar a indústria de energia solar e não são muito caras. Contra eles estão a sua durabilidade e estabilidade a longo prazo, que ainda não está clara.
Existem também outras tecnologias promissoras neste campo que estão em desenvolvimento. Alguns deles podem contribuir para viabilizar um veículo solar. Por exemplo, células solares tandem que operam em cascata, painéis solares flexíveis, etc. Por exemplo, neste último caso, poderia ser moldado para cobrir toda a carroceria do veículo e assim ter uma maior superfície produtora de energia.
Desafios para um futuro carro solar
Os veículos solares são uma opção promissora para um futuro mais sustentável. Porém, existem vários desafioss que devem ser superados para implementação e uso generalizados:
- Eficiência do painel solar: Maximizar a eficiência dos painéis solares utilizados em veículos solares é um grande desafio. A quantidade de energia que pode ser obtida do sol varia de acordo com o local e o clima, sendo necessário um mínimo de eficiência para que esses veículos possam operar em qualquer país e estação do ano.
- armazenamento: Outro problema é o armazenamento de energia, pois necessitam de bateria para funcionar quando não há luz, como à noite, ou quando a energia fornecida pelas placas não é suficiente para manter o veículo em plena capacidade. O problema é que armazenar energia de forma eficiente não é fácil e eles têm um peso considerável, o que significa que é necessária mais energia elétrica para movimentar o veículo. Um ciclo problemático que deveria ser resolvido com melhores formas de armazenamento e baterias de maior densidade.
- Área limitada: Outro problema é a área limitada para instalação dos painéis solares. Embora as placas flexíveis possam cobrir todo o veículo, atualmente não são suficientes para torná-los carros práticos.
Projetos existentes
Atualmente existem alguns protótipos e veículos solares experimentais, algumas universidades realizam competições para esse tipo de carro que seus alunos fazem. Porém, a nível comercial ainda têm muito que melhorar. Alguns exemplos notáveis são:
- Sion da Sono Motors: Este é um dos primeiros carros solares desenvolvidos.
- Lightyear One: Este veículo foi apresentado em 2019, embora continue a ser um mero projeto.
- Mö por Evovelo: uma demonstração de carro compacto solar.
- Sonata Híbrida: Este carro solar promete que pode adicionar mais 1.300 km por ano em autonomia graças à energia solar, embora não seja 100% solar.
- Toyota Prius PHV: Incorpora painéis solares para alimentar algumas funções do carro, mas ainda não é totalmente fotovoltaico, pois é plug-in.
- Tesla Cybertruck: Embora não seja totalmente solar, a Tesla mencionou a possibilidade de oferecer uma cobertura solar para a caçamba do caminhão como opção.