Warum gibt es keine Autos?

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Warum gibt es keine solarbetriebenen Autos?– Emma, ​​16 Jahre, Springville, Utah

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Es gibt Solarautos.Der beste Ort, um sie zu sehen, ist der Welt-Solar-Challenge, ein Rennen, das alle zwei Jahre in Australien stattfindet.Die Teilnehmer müssen etwa 3.000 Kilometer von Darwin an der Nordküste des Landes nach Adelaide an der Südküste zurücklegen und dabei ausschließlich Sonnenenergie nutzen.

Viele Autos, die an diesem Rennen teilnehmen, ähneln eher Fahrgeschäften in Vergnügungsparks oder Science-Fiction-Fahrzeugen als den Autos, die man auf der Straße sieht.Das sagt Ihnen etwas darüber, warum Solarautos für den Alltagsverkehr keine Option sind, zumindest noch nicht.

Genügend Sonnenlicht sammeln

Während tagsüber viel Sonnenlicht auf die Erde fällt, ist das Licht wird zerstreut Während es durch die Atmosphäre wandert, ist die Menge, die auf eine bestimmte Oberfläche trifft, relativ gering.Über ein ganzes Jahr gemittelt, um die Auswirkungen verschiedener Jahreszeiten zu beseitigen, sind es ca 342 Watt pro Quadratmeter, eine Fläche, die etwa 10 Quadratfuß entspricht.Das ist ungefähr genug Leistung zum Laufen ein normaler Kühlschrank.

Die Fahrzeuggrößen variieren stark, aber ein Auto in Originalgröße ist in den USA sehr unterschiedlich.Ist etwa 18 Fuß lang und 6 Fuß breit, Es hat also eine horizontale Fläche von etwa 100 bis 110 Quadratfuß (9 bis 10 Quadratmeter).Das würde ungefähr 3.420 Watt einbringen – genug zum Laufen einen Kühlschrank, einen Geschirrspüler und eine Mikrowelle.

Große Solarparks, die Strom in Städte und Gemeinden schicken, kompensieren die Tatsache, dass das Sonnenlicht über eine so große Fläche verteilt wird, indem sie sie aufstellen Millionen von Sonnenkollektoren auf Tausenden von Hektar.Einige, vor allem in Wüstengebieten, nutzen dazu Spiegelfelder Konzentrieren Sie die Energie der Sonne.Doch ein normales Auto hat nicht genug Fläche, um viel Sonnenenergie zu sammeln.

Sonnenlicht in Energie umwandeln

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die heutigen Solarmodule Sonnenlicht nicht sehr effizient in Strom umwandeln.Typischerweise ihre Effizienz beträgt etwa 20 %, Das heißt, sie wandeln etwa ein Fünftel der auf sie einfallenden Sonnenenergie in elektrischen Strom um.

Das bedeutet, dass 3.420 Watt Solarenergie, die auf ein durchschnittliches Auto fallen, das mit Solarpaneelen ausgestattet ist, nur etwa 684 Watt ergeben würden, die das Auto nutzen könnte.Im Vergleich dazu benötigt etwa 20.000 Watt damit ein Elektrofahrzeug mit 60 Meilen pro Stunde (100 Kilometer pro Stunde) fahren kann.

Fahrzeuge, die an der World Solar Challenge teilnehmen, sind in der Regel groß und haben ein Design, das ihre horizontale Oberfläche maximiert.Dies hilft ihnen, so viel Sonnenlicht wie möglich zu sammeln.Als Konzeptfahrzeug ist das in Ordnung, aber die meisten Modelle haben nicht viele Fenster oder Platz für irgendetwas außer einem Fahrer.

Wenn die Sonne nicht scheint

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass geografische Standorte, Tageslichtstunden und Wetterbedingungen Einfluss darauf haben, wie viel Solarenergie erzeugt werden kann.

Die Erde ist um seine Achse geneigt, Daher erhalten nicht alle Bereiche zu jeder Zeit die gleiche Menge Sonnenlicht.Wenn sich die nördliche Hemisphäre zur Sonne neigt, ist der obere Teil des Globus stärker der Sonne ausgesetzt und beobachtet Frühling und Sommer, während es auf der südlichen Hemisphäre kälter und dunkler ist.Wenn sich die südliche Hälfte des Planeten zur Sonne neigt, bekommen Gebiete auf der südlichen Hälfte der Erde mehr Sonne und die obere Hälfte wird weniger.

Gebiete in der Nähe des Äquators erhalten das ganze Jahr über gleichmäßig Sonnenlicht, so auch näher daran gelegene Zonen – wie Südkalifornien oder die Sahara intensivere Solarenergie als Orte, die näher an den Erdpolen liegen, wie etwa Alaska.

Auch an bewölkten oder regnerischen Tagen hätten Solarautos Schwierigkeiten, genügend Sonnenlicht zu sammeln.Selbst große Energieversorger mit riesigen Solarparks müssen einplanen Zeiten, in denen die Sonne nicht scheint.

Und Autofahrer müssen ihre Autos auch nachts fahren können.Damit ein Solarauto auch nach Einbruch der Dunkelheit weiterfahren kann, müsste es zusätzliche Energie nutzen, die es tagsüber gesammelt und in einer Batterie gespeichert hat.Sonnenkollektoren und Batterien erhöhen das Gewicht des Autos und schwerere Autos benötigen mehr Energie zum Fahren.

Forscher arbeiten daran, Solarautos zu entwickeln eher alltagstauglich.Damit dies geschieht, müssen Designer dies tun Machen Sie Sonnenkollektoren effizienter bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Energie und bei der Entwicklung von Solarpaneelen eher für Autos geeignet.Es wird auch von entscheidender Bedeutung sein, Solarsysteme für Autos billiger zu machen, damit sich Durchschnittskäufer sie leisten können.

Die einem Solarauto am nächsten kommende Option ist derzeit ein Elektrofahrzeug das zu Hause oder an einer Ladestation aufgeladen wird.Abhängig davon, wie dieser Strom erzeugt wird, stammt wahrscheinlich ein Teil der Energie, die in diese Autos fließt, aus Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen, Staudämme oder andere erneuerbare Quellen.Und dieser Anteil wird steigen, wenn die Staaten daran arbeiten auf saubere Energie umsteigen in den nächsten Jahrzehnten.Wenn Sie ein Elektroauto fahren oder mitfahren, sind Sie möglicherweise gerade mit Solarenergie unterwegs.

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