السيارات الشمسية هي مركبات تعمل بالكهرباء، والتي تُنتج بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام في السيارة. المنتج النهائي للنقل لا يترك سوى بصمة بيئية ضئيلة، إذ يجمع بين الديناميكية الهوائية، وقوانين الحركة، والطاقة النظيفة المُحوّلة. كما أنه يوفر النفقات المالية. تستخدم السيارات الشمسية البطاريات المُخزّنة كوقود لتشغيل المركبات، والتي تُنتجها الخلايا الكهروضوئية. لنرَ إذًا كيف تعمل السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية.
ما هي السيارة الشمسية؟
بدون معرفة ماهية السيارة الشمسية، سيكون من غير المجدي معرفة كيفية عمل السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية. تُصنف السيارات الشمسية ضمن السيارات الكهربائية التي تستخدم السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسيةيتم تخزين الطاقة في البطاريات حتى تتمكن السيارات من العمل بسلاسة في حالة عدم وجود أشعة الشمس المباشرة أو أثناء الليل.
قد تظن أنه من الممكن تصنيع سيارات تعمل بالطاقة الشمسية. نعم، بدأت السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية بالظهور مع تزايد الاهتمام بأنظمة الطاقة المتجددة. السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية أنظف من المركبات التقليدية، وهي وسيلة نقل مستدامة، مما يجعلها خيارًا أفضل.
كيف تعمل السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية
تتمتع السيارات الشمسية بالقدرة على شحن بطارياتها حتى عند ركنها في مكان مثالي تحت أشعة الشمس، مما يُقلل تكلفة تشغيلها إلى حدٍ كبير. من أهم أجزاء السيارة الشمسية:
- مجموعة الشمسية - مُبطَّنة بآلاف الخلايا الكهروضوئية، وتُعرف أيضًا باسم الألواح الشمسية. تُستخدم أساسًا لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام.
- متتبعات الطاقة - تم تصميمها لتكون بمثابة حاجز يمنع البطاريات من الشحن الزائد وتوجيه الكهرباء الشمسية المولدة نحو البطارية للتخزين.
- موتور كهربائي - تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية مما يساعد في تحريك العجلات.
- سرعة المراقب المالي - يقوم بالتحكم في المحرك والعجلات وفقًا لذلك ويساعد في مراقبة سرعة السيارة.
- جهاز الملاحة - يساعد في توجيه السيارة الشمسية في الاتجاه الذي تريده.
- تذكار لعبة العجلة - يساعد على التحرك في اتجاه معين بالسرعة المطلوبة.
- الهيكل - هو الإطار الخارجي للسيارة والذي يرتكز عليه الهيكل بأكمله.
- بطاريات السيارات - تخزين الطاقة اللازمة للمركبة.
سطح السيارات الشمسية هو مُجهزة بألواح شمسية لتتمكن من استقبال أقصى قدر من أشعة الشمس. تتكون الألواح الشمسية من خلايا كهروضوئية مكونة من السيليكون ومزيج من الجاليوم والإنديوم وغاز النيتروجين. تتميز هذه العناصر بقدرتها على امتصاص طاقة الضوء من أشعة الشمس، وتتخذ هذه الطاقة شكل إلكترونات حرة الحركة تُخزن في وحدات تخزين مصممة خصيصًا تُسمى البطاريات. وتتمتع هذه البطاريات بالقدرة على تحويل الإلكترونات الحرة إلى طاقة تُشغّل محرك السيارة. هكذا تعمل السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية.
يمكنك استخدام البطاريات بشكل متكرر لتشغيل مركبة، فهي تستخدم الطاقة الشمسية ويمكن إعادة شحنها بسهولة. يمكن للسيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية تغطي مسافة 60 إلى 90 كم مع 80 إلى 150 فولت من الطاقة، بشحنة كاملة واحدة.
ما هي مميزات السيارة الشمسية؟
مميزات السيارة الشمسية هي كما يلي:
- إنهم يستخدمون البطاريات القابلة لإعادة الشحن بدلاً من حرق الوقود الأحفوري.
- يمكنهم الركض في ضوء الشمس المباشر وغير المباشر
- إنهم يعتمدون على الخلايا الكهروضوئية لإعادة شحن بطارياتهم عن طريق التقاط الطاقات الشمسية
- كمية انبعاثات الكربون قليلة جدًا، تكاد تكون غير ذات أهمية
- إنهم يزيلون تلوث الهواء والضوضاء
- لا يتم استخدام المركبات الشمسية في النقل العام.
ما هي مزايا السيارة الشمسية؟
لا يكتمل الحديث دون ذكر مزاياها. إليكم مزايا السيارات الشمسية:
- هم صديقة للبيئة
- فعاله من حيث التكلفه
- يوفر عمرًا أطول للمحرك مع صيانة منخفضة
- السيارات الخالية من الوقود الأحفوري
- المركبات الخالية من البنزين
- انبعاثات الكربون تكاد تكون معدومة
- القدرة على الاستفادة من الطاقة الشمسية إلى أقصى إمكاناتها
- يتم تخزين الكهرباء في البطاريات حتى تتمكن من قيادة السيارة حتى بدون ضوء الشمس
- هذه السيارات هي بلا ضجة وبالتالي تقليل التلوث الضوضائي
- يقلل من تأثير الاحتباس الحراري وبالتالي تحسين طبقة الأوزون
- انخفاض كبير في تلوث الهواء بسبب غياب الملوثات المتبقية مثل ثاني أكسيد النيتروز وأول أكسيد الكربون وما إلى ذلك.
- يستخدم التوفر اللانهائي للمورد المجاني.
- الحفاظ على الوقود الأحفوري المتبقي الذي على وشك الانقراض
- اختيار رائع للسائقين الذين يسافرون مسافة قصيرة.
اقرأ أيضا: كيف تؤثر الطاقة الشمسية على البيئة؟
ما هي عيوب السيارة الشمسية؟
دون معرفة عيوب السيارات الشمسية، سيكون من غير الكافي معرفة آلية عملها، إذ من المهم معرفة الجوانب السلبية لاستخدامها. عيوب السيارات الشمسية هي كما يلي:
- الاستثمار الأولي هو عالية.
- تنخفض كفاءتها في حالة ندرة أو غياب ضوء الشمس.
- إنها لها حدود حيث أنها تحتاج إلى ضوء الشمس ولا يمكن أن تكون موجودة طوال اليوم.
- انخفاض ملحوظ في سرعة السيارة.
- تتطلب الكثير من المساحة لاستيعاب الألواح الشمسية.
- فهو يوفر فقط حوالي كفاءة 20-35% من الطاقة الكهربائية.
- يواجه نقصًا في البنية التحتية الكافية لتوفير الصيانة المطلوبة للمركبة.
- إنها تتطلب توازنًا بين الوزن والكفاءة، لذا فإن الألواح الشمسية الأخف وزناً تعد خيارًا جيدًا للسيارات، ولكنها قد لا تكون فعالة بنفس القدر.
- لا يتم تفضيل هذه السيارات في المناطق ذات أشعة الشمس القليلة أو المناخ البارد.
انظر أيضا: 3 مزايا وعيوب الألواح الشمسية غير المتبلورة
ما هي استخدامات السيارات الشمسية؟
وفيما يلي استخدامات السيارات الشمسية:
- يتم تفضيلها كمركبات خفيفة الوزن
- تم تسويقها تجاريا للدفع الرباعي
- إنها نعمة للناس في المناطق التي يعتمد على الوقود لا يسمح بالمركبات
- في المركبات التي يستهلك الوقود الأحفوري الجزء الأكبر من نفقاتها.
هل يمكنك قيادة سيارة تعمل بالطاقة الشمسية في الليل؟
نعم، يمكنك قيادة سيارة تعمل بالطاقة الشمسية في الليل لأنها تستخدم الخلايا الضوئية لإعادة شحنها دون توقف. تُخزَّن الطاقة في البطاريات لضمان حركة سلسة. يمكنك قيادة سيارتك الشمسية في أي وقت، فقط تحتاج بطاريتها إلى الشحن.
كيف تتوقف السيارة التي تعمل بالطاقة الشمسية؟
تختلف مكابح السيارات الشمسية عن السيارات العادية، فكيف تتوقف السيارة الشمسية؟ تحتوي على أنظمة الكبح المتجددة. التجدد الكبح هي تقنية حديثة تلتقط الطاقة في المركبات الإلكترونية عند استخدام المكابح. تخزن هذه التقنية الطاقة الحركية التي كانت ستُهدر عند توقف المركبة أثناء الكبح أو عند التباطؤ. بقياس السرعة الابتدائية والنهائية للمركبة، يمكن حساب كمية الطاقة الحركية المفقودة أثناء الكبح.
اقرأ أيضا: مكونات النظام الشمسي المرتبط بالشبكة
ما هي أسعار السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية؟
بعض أسعار السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية هي كما يلي:
- سنة ضوئية شركة ناشئة تُطوّر سيارة شمسية باهظة الثمن. أعلنت مؤخرًا عن سيارتها الثانية، ويتراوح سعرها حول 34,000 ألف دولار.
- شركة ألمانية سونو موتورز وزعموا أنهم سيطلقون سيارتهم التي تعمل بالطاقة الشمسية بحلول منتصف عام 2023، ويبلغ سعرها حوالي 25,000 ألف دولار.
- كما أعلنت شركة لايتيير أيضًا أن حوالي $263,000 سيتم البدء في إنتاج السيارات بحلول هذا العام.
- يبلغ سعر السيارة الصغيرة حوالي $6,800 ويتم تصنيعها بواسطة شركة ناشئة مقرها أمستردام.
- هيونداي غطت ألواح الطاقة الشمسية سقف سيارة سيدان، وقد تُولّد طاقة قصوى تبلغ 600 واط. هذا يكفي لتشغيل مكيف الهواء وشحن بطارية 12 فولت. ستكون متوفرة لحوالي 6250 دولار.
اقرأ أيضا: فهم مبدأ عمل نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة
لماذا لم تصبح السيارات الشمسية حقيقة بعد؟
على الرغم من مميزات وإمكانات ممتازةلم تُعد هذه السيارات صالحة للاستخدام التجاري بعد، وذلك لارتفاع تكلفتها وانخفاض كفاءتها. وتواجه السيارات الشمسية العديد من القيود التقنية، مثل حاجتها إلى مساحة إضافية للألواح الشمسية، والتي تُعتبر أكبر مشكلة تتعلق بالتكلفة والوزن والتصميم.
يصبح استخدامها غير عملي في غياب ضوء الشمس الكافي، إذ لن تتمكن البطاريات من الشحن. تستطيع الألواح الشمسية توليد وتخزين طاقة كافية في يوم مشمس لتشغيل السيارة، لذا يعتمد تشغيل السيارة على موقع الألواح، وظروف الطقس، وصيانتها، وظروف القيادة. الهدف الرئيسي هو تطوير وحدات آمنة، واقتصادية، وموثوقة للسيارات الشمسية.
السيارات الشمسية ليست مجرد أحلام، بل أصبحت حقيقة، فلا ريب أن الأيام لن تكون بعيدة، حيث ستُرى هذه السيارات في كل منزل. تذكر فقط كيفية عمل هذه السيارات، وكيف تحمي البيئة باستخدام أحدث التقنيات لتستمتع بها أنت أيضًا.
أوصى: أفضل 10 شركات لتصنيع أنظمة الطاقة الكهروضوئية المتكاملة للمباني في العالم
