كل ما تحتاج لمعرفته حول السيارات التي تعمل بـ الطاقة الشمسية

لا شك أنه بوجود الاهتمام المتجدد بأنظمة الطاقة المتجددة والمستدامة ، أصبحت السيارات التي تعمل بـ الطاقة الشمسية  solar-powered cars في المقدمة.

حيث تعمل العديد من شركات السيارات الذاتية الحركة على تصنيع سيارات تعمل بالطاقة الشمسية وتقوم بتغيير صناعة السيارات.

ما هي السيارات الشمسية؟

السيارات الشمسية هي سيارات كهربائية تستخدم الطاقة الشمسية. حيث تقوم باستخدام الخلايا الضوئية photovoltaic cells  لتحويل طاقة ضوء الشمس إلى كهرباء.

ويمكن لهذه السيارات تخزين بعض الطاقة الشمسية ويمكن أن تعمل بسلاسة في الليل أو في غياب أشعة الشمس المباشرة.

و السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية لا تساعد فقط في مسألة التلوث البيئي فقط environmental pollution ولكن أيضاً في مسألة  تلوث بالضوضاء أو التلوث بالضجيج noise pollution.

ويجري حالياً اختبار العديد من النماذج الأولية للسيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية. 

كما يشارك العديد من اللاعبين الكبار في هذا المجال والشركات الناشئة في تطوير السيارات الشمسية الهجينة  hybrid solar cars.

و إذا كنا مستعدين لتصديق الإحصاءات ، فمن المرجح أن يصل حجم سوق السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية إلى حوالي مليار دولار أمريكي بحلول عام 2020.

وتستفيد شركات السيارات بالفعل من شعبية هذه السيارات وتقوم ببناء مجموعات من معدات و أدوات للتركيب الذاتي  للسيارات الشمسية.

و مجموعة المعدات هذه يمكن أن تساعد السيارات على قطع مسافات طويلة باستخدام الطاقة الشمسية.

و مع ذلك ، فإن السيارات الشمسية لها قيود على التصميم لأن الجماليات بحاجة إلى أن تؤخذ بعين الاعتبار أيضاً حتى تتمكن من استيعاب الألواح الشمسية solar panels .

لذلك ، فقد تم تطوير معظم المركبات الشمسية لتعمل في سباقات السيارات الشمسية حتى الآن ، وليس للاستخدام المنتظم.

و تعد السيارة من طراز Sunswift IV أسرع سيارة تعمل بالطاقة الشمسية موجودة حالياً. و قد بنيت هذه السيارة من قبل طلاب جامعة نيو ساوث ويلز لسباقات الطاقة الشمسية the University of New South Wales for Solar Racing .

و تستخدم السيارة تقنية مشابهة لتلك المستخدمة في الدراجات الهوائية والفضائية وصناعة السيارات.

ومع ذلك ، لم يتم تصميم أي من المركبات بطريقة يمكنها الاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها 100% حتى الآن .

كيف تعمل السيارة التي تدار بالطاقة الشمسية؟

تستخدم السيارة التي تعمل بالطاقة الشمسية solar-powered car الطاقة القادمة من الشمس بمساعدة الألواح الشمسية لإعادة شحن بطارياتها.

و تعتمد هذه السيارات على الخلايا الكهروضوئية photovoltaic cells  التي تساعدها في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.

ومن الناحية الفنية ، فإن فوتونات ضوء الشمس  photons of sunlight تصطدم بالخلايا الضوئية  مما يتسبب في إثارة الإلكترونات electron.

وهذا يسمح بتدفق الإلكترون الذي يخلق تيار كهربائي في العملية. ثم يتم استخدام هذا التيار الكهربائي "كوقود" لتشغيل السيارة.

ولا شك أن هناك بعض المزايا لاستخدام السيارات الشمسية و هي تشمل:

• توفر المال فيما يتعلق بالوقود .
  
  
• تعتبر تقنية مستدامة وصديقة للبيئة .
  
  
• لا يوجد تكاليف إضافية باستثناء استبدال البطارية .
  
  
• لا تسبب التلوث بالضوضاء أو بالضجيج noise pollution أو تلوث الهواء air pollution .
  
  

مراحل تطور السيارة التي تعمل بالطاقة الشمسية  :

تم صنع أول سيارة تعمل بالطاقة الشمسية من قبل شركة جنرال موتورز General Motors وعرضت في مؤتمر عقد في شيكاغو Chicago  في عام 1955.

و قد صنعت هذه السيارة الشمسية من المحرك الكهربائي الصغير بولي Pooley electric motor و من 12 خلية من الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيلينيوم  selenium photovoltaic cells .

و قد كان المحرك الكهربائي بولي Pooley electric motor مسؤولاً عن تشغيل بكرة تدور عمود الدوران الخلفي . 

كما كانت أول سيارة شمسية على الإطلاق ، إلا أنها كانت أصغر من أن تقودها.

ومع ذلك ، فيمكن اعتبار السيارة من طراز سيون Sion كأول مركبة كهربائية هجينة تشحن نفسها باستخدام الطاقة الشمسية.

و تمتلك هذه السيارة 248 خلية شمسية مدمجة في جسمها ، و تستخدم الطاقة الشمسية لشحن نفسها.

كما أنها تتمتع بالاكتفاء الذاتي الكامل عند استخدامها لمسافات قصيرة .

و هناك ما هو أكثر من ذلك ، و هو أنها ​​تستغرق في المتوسط حوالي 30 دقيقة لشحن ما يصل إلى حوالي 80 % في محطة شحن.

يمكن قيادة هذه السيارة حتى 155 ميلاً (249 كم) عند شحنها  لمرة واحدة و ذلك وفقاً لطريقة قيادتك ، إلا أنها مثالية للاستخدام اليومي .

و تستخدم سيارة  سيون Sion 100% مصادر الطاقة المتجددة لتصنيعها. و قد تم بيع هذه السيارة بسعر يقدر بـ 28,500 دولار من قبل الشركة الألمانية سونو موتورز Sono Motors .

و هي شركة ناشئة تهدف إلى إحداث ثورة في كيفية عمل السيارات وتقليل آثار الكربون الإجمالية.

وتحاول شركات مثل تويوتا Toyota ،  وهيونداي Hyundai وشركات أخرى استخدام الألواح الشمسية لبناء سيارة تعمل بالطاقة الشمسية بشكل كامل أو نسخة مختلطة (هجينة) منها.

و هناك أيضا مشاريع أخرى للسيارات الشمسية ، الأمر الذي سيجعل تكنولوجيا السيارات أكثر استدامة في المستقبل.

و قد قام مشروع ستانفورد للطاقة الشمسية Stanford Solar project  أيضاً ببناء بعض السيارات الشمسية ، كما يقوم بتطوير المزيد منها و تقديمها إلى السوق.

وفي وقت سابق من هذا العام ، كشفت شركة ناشئة في هولندا Netherland باسم لايت يير Lightyear عن نموذج أولي لأول سيارة كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية تدعى "Lightyear One" والتي يبلغ مداها  حوالي 450 ميلاً (724 كم) بشحن لمرة واحدة.

وعلى الرغم من أن السيارة ستتكلف حوالي 170،000 دولار ، إلا أنه سيكون من المثير للاهتمام للغاية إذا كانت ترقى إلى المستوى الكفاءة المطلوبة .

و تخطط الشركة لبدء الإنتاج بحلول عام 2021.

لماذا لا يمكننا  قيادة السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية بالفعل؟

هناك بعض الأسباب التي تجعل شركات السيارات الأكثر تقدماً غير قادرة على تطوير سيارات تعمل بالطاقة الشمسية بالكامل.

إن السبب الأول و الأهم يكمن في الألواح الشمسية نفسها. حيث تتمتع الألواح الشمسية الحالية التي يتم تشغيلها تجارياً والتي نستخدمها بأنها ذات كفاءة تتراوح من 15% إلى 20% فقط .

و بالتالي ، فإنه و فيما يتعلق بطاقة السيارة الشمسية ، سنحتاج إلى تعبئة مساحة جسم السيارة بالخلايا الشمسية بشكل كامل. إلا أننا و عند القيام بذلك ، فإن ذلك يثير مشكلتين أخريين و هما الوزن والتكلفة.

حيث أن الألواح الشمسية ليست رخيصة ، و هي ليست عديمة الوزن أيضاً.  إذ أن تعبئة جسم السيارة بألواح شمسية يعني أنك ستضيف الكثير من الوزن والتكلفة إلى السيارة.

و عندما تضع في الاعتبار وزن البطارية ، فإن فكرة السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية ستبدو أقل جدوى من الناحية العملية  في العالم الواقعي.

و تجدر الإشارة هنا  إلى أن سطح الأرض يتلقى في يوم صاف حوالي 1 كيلو واط  بشكل تقريبي من الطاقة الشمسية لكل متر مربع .

من ناحية أخرى ،و نظراً لأن الألواح الكهروضوئية PV panels ذات الكفاءة العالية والتي تبلغ مساحتها 4 أمتار مربعة يمكن أن تولد ما يقرب من 8 كيلو واط في الساعة من الطاقة يومياً ، فإنها ستقود سيارتك لنحو 25 ميلًا (أي ما يقدر ب 40  كم).

من المحتمل أن تجعل الظروف الجوية السيئة و التموضع غير الصحيح للألواح و الأوساخ، سيارتك الشمسية تكافح للوصول إلى هذا الرقم.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية ليست "صديقة للبيئة بنسبة 100%".

حيث أنك إذا نظرت إلى الطريقة التي يتم بها تصنيع البطاريات والخلايا الشمسية ، وخاصة كيفية استخراجها من الأرض ، فسيصبح من الواضح أن كل مركبة تشارك بنسبة معينة خاصة بها من انبعاثات غاز الكربون و مركباته المختلفة  (آثار ثاني أكسيد الكربون و مركبات كربونية أخرى carbon footprint ).

إلا أن ذلك لا يعني أن الأمر مستحيل. حيث يجري البحث لإنشاء بطاريات منخفضة الوزن وخلايا كهروضوئية عالية الكفاءة. ولا تزال السيارات الشمسية النقية فكرة لها قيود كثيرة تتعلق بها .

عزيزي القارئ

لأننا نهتم، نتمنى أن تكتب لنا في التعليقات عن المواضيع التي ترغب و تهتم بها لنتمكن من تقديمها لك، لرغبتنا في أن يعبِّر موقعنا عن اهتمامات القارىء العربي.

 كما ونرجوا منك مشاركة المقال في حال أعجبك المحتوى.   

---

 ننصحك بقراءة المقالات التالية :

السيارات الطائرة و شركة إنتل درون

الذكاء الاصطناعي و الدقة لدى السيارات ذاتية القيادة

معرض فرانكفورت لـ السيارات المستقبلية ، من أودي ومرسيدس وبي إم دبليو