Jak krásné by bylo mít vozidlo, které není závislé na jakémkoliv palivu a napájení, ale energii si dokáže vyrobit zcela samo a kdykoliv? Bohužel plně solární automobil je stále ještě ve fázi naprostých prototypů, se kterými nelze ujet daleko. Zatím nejde o náhradu elektřiny ze zástrčky, ale za velkého pomocníka. Pomoci by měly perovskvitové panely, které mají unikátní vlastnosti, jsou velmi efektivní a jejich nasazení do běžné výroby se už rýsuje.

Myšlenka vyrábět elektřinu přímo na karoserii automobilu není nová. Solární panely se v minulosti objevily například na některých hybridech a elektromobilech, jejich skutečný přínos pro prodloužení dojezdu však zůstával omezený. Plocha střechy osobního vozu je malá a klasické křemíkové panely navíc nejsou ideální pro zakřivené povrchy.

Právě zde mohou sehrát roli tenké a lehké perovskitové solární články. Sharp patří mezi společnosti, které vyvíjejí několik typů nové generace solárních článků, včetně perovskitových. V automobilových experimentech s Toyotou ale zatím využíval především vysoce účinné vícepřechodové články z III–V polovodičů. Ty jsou stejně jako budoucí perovskitová řešení zajímavé mimo jiné nízkou hmotností a možností přizpůsobit modul zakřivenému povrchu automobilu.

Solární střecha už není jen experiment

Toyota se solárním dobíjením automobilů zabývá řadu let. Při silničních testech elektromobilu vybaveného vysoce účinnými solárními články se společnost Sharp, Toyota a japonská organizace NEDO snažily ověřit, zda může elektřina ze slunce skutečně přispět k prodloužení dojezdu. Testovací vůz měl solární články s účinností přes 34 procent a instalovaný výkon přibližně 860 W.

Kdy se vývoj posune od experimentálních vozidel ke skutečným sériovým automobilům? Toyota už například u modelu bZ4X nabídla solární nabíjecí systém jako volitelnou výbavu. Podle údajů automobilky dokáže vyrobit elektřinu odpovídající až přibližně 11,6 kilometru jízdy denně a až 1750 kilometrům za rok. Nejde tedy o technologii, která by měla nahradit klasické nabíjení. Jejím smyslem je využít energii, která by jinak zůstala nevyužita, a postupně ji ukládat do baterie.

Proč právě perovskity?

Klasické křemíkové panely jsou pro automobily problematické především kvůli omezené ploše a požadavkům na konstrukci. Automobilová střecha navíc není ideální rovnou plochou – je zakřivená a její hmotnostní zatížení musí být co nejnižší. Perovskitové články lze vyrábět jako velmi tenké a flexibilní vrstvy. Mohou se proto lépe přizpůsobit povrchu automobilu a umožnit využití míst, kam by se klasický panel instaloval obtížně.

Sharp současně vyvíjí také další lehké a flexibilní technologie pro mobilní použití. U jeho automobilových solárních článků se proto počítá s tím, že nízká hmotnost a schopnost přizpůsobit se zakřivenému povrchu budou stejně důležité jako samotná účinnost.

Perovskity ale musí před masovým nasazením v automobilech překonat ještě jednu zásadní překážku – dlouhodobou odolnost. Automobilový solární modul musí zvládat vysoké teploty rozpálené karoserie, mráz, vlhkost, vibrace i dlouhodobé působení slunečního záření. Právě stabilita a životnost patří u perovskitových článků mezi oblasti, na kterých vývojáři stále pracují.

Každý kilometr ze slunce se počítá

Význam solární střechy se nejlépe projeví u automobilu, který dlouho stojí venku na slunci. Vozidlo zaparkované celý pracovní den může průběžně vyrábět elektřinu, aniž by bylo připojené k nabíječce. Největší přínos tak může mít technologie pro řidiče s pravidelným městským dojížděním. Pokud automobil během dne stojí několik hodin na parkovišti a následně absolvuje jen kratší cestu, může část spotřebované energie získat přímo ze slunce.

Nelze však očekávat, že solární střecha za běžných podmínek pokryje veškerou spotřebu elektromobilu. Výrobu ovlivňuje počasí, roční období, orientace automobilu, zastínění i skutečná plocha dostupná pro solární články. V zimě nebo při parkování ve stínu bude přínos výrazně nižší než za jasného letního dne.

Od závodních speciálů k běžným elektromobilům

Solární pohon se dlouhodobě testuje také v závodech, kde má automobil k dispozici výrazně větší plochu solárních článků než běžné osobní auto. Soutěže solárních vozů ukázaly, že při velmi nízké hmotnosti a vysoké účinnosti lze ze slunce získávat dostatek energie pro pohyb vozidla.

U běžného automobilu je situace mnohem složitější. Musí nabídnout komfort, bezpečnost, klimatizaci, dostatečný výkon a prostor pro posádku i baterii. Solární články proto mohou být především doplňkovým zdrojem energie, nikoli jediným způsobem nabíjení.

Toyota už ukázala, že cesta existuje

Technologie se přitom rychle posouvá. Toyota u bZ4X využila zdokonalenou solární střechu s články umístěnými tak, aby se zvýšila využitelná plocha a zlepšil vzhled celé střechy. Technický přehled automobilky uvádí u této generace solární střechy výkon 225 W a plochu článků 1,06 m². A právě tady mohou přijít ke slovu perovskity. Jejich nasazení asi nebude znamenat, že skončíme s wallboxy, ale dojezd se opět o něco prodlouží a elektromobil tak bude pro nás přitažlivější.

Zdroj: Toyota, Sharp