Studenci stworzyli elektryka, który może produkować więcej energii, niż zużywa

Studenci Clemson University opracowali prototyp EV zintegrowanego z PV. Deep Orange 17 ma sprawdzać, czy bardzo lekka konstrukcja i ogniwa słoneczne w nadwoziu mogą przesunąć bilans energetyczny auta tak daleko, aby w typowym miejskim użytkowaniu pojazd produkował więcej energii, niż zużywa.

To nie jest jednak kolejna obietnica samochodu, który „nigdy nie potrzebuje ładowania”. Clemson opisuje Deep Orange 17 jako „solar-integrated”, „energy-positive electric vehicle prototype”, czyli prototyp auta elektrycznego, w którym fotowoltaika jest częścią strategii napędu, a nie wyłącznie dodatkiem do zasilania elektroniki pokładowej. Punktem odniesienia nie jest tu raczej długi wyjazd autostradowy, ale codzienny, miejski scenariusz użytkowania.

Ponad 1,7 tys. ogniw PV w nadwoziu

Sercem projektu jest zintegrowany system fotowoltaiczny. Według Clemson w zewnętrzne powierzchnie pojazdu wbudowano ponad 1 781 ogniw fotowoltaicznych, dzięki czemu nadwozie może pozyskiwać energię zarówno podczas postoju, jak i w czasie jazdy. To istotne założenie, bo samochody osobowe przez większość czasu stoją zaparkowane. Zespół Deep Orange 17 potraktował ten czas jako potencjalne okno do pozyskiwania energii ze słońca. Ogniwa mają na bieżąco uzupełniać baterię pojazdu i kompensować część energii zużywanej podczas codziennej jazdy. Według przytoczonego opisu system PV zabezpieczono trwałą warstwą zewnętrzną, co jest ważne w przypadku ogniw zintegrowanych z karoserią, a nie montowanych jako osobny panel na płaskiej powierzchni.

REKLAMA

REKLAMA

Według przytoczonych informacji prace nad systemem fotowoltaicznym wspierali także badacze z Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Deep Orange 17 powstał natomiast we współpracy z zespołem badawczo-rozwojowym BMW of North America.

Lekka konstrukcja zamiast dużej baterii

Drugim filarem projektu jest bardzo niska masa. Deep Orange 17 waży zaledwie około 550 kg, czyli według Clemson mniej więcej jedną czwartą masy wielu seryjnych pojazdów o podobnym rozmiarze (chyba nie ma na rynku EV, którego masa nie przekraczałaby tony). To kluczowe, bo w samochodzie solarnym każdy dodatkowy kilogram zwiększa zapotrzebowanie na energię, a powierzchnia dostępna pod ogniwa PV jest ograniczona. Konstrukcja pojazdu wykorzystuje kilka materiałów. Clemson wskazuje na stal strukturalną z myślą o bezpieczeństwie pasażerów, elementy aluminiowe, strukturalne komponenty z włókna węglowego oraz metalowe złącza drukowane w 3D. Taki układ ma łączyć niską masę z odpowiednią sztywnością i wytrzymałością prototypu.

Aerodynamika również została potraktowana jako część bilansu energetycznego. Zewnętrzna forma pojazdu była inspirowana cechami aerodynamicznymi ryby boxfish, której opływowy kształt pozwala ograniczać opór przy zachowaniu sporej, wciąż użytecznej objętości wnętrza.

W samochodzie zastosowano także hamowanie rekuperacyjne, inteligentny rozdział momentu obrotowego i zoptymalizowane sterowanie układem napędowym. Wszystkie te elementy mają wspólnie zwiększać odzysk energii i ograniczać zużycie podczas jazdy.

20 km dojazdu i dodatkowe 50 km z energii słonecznej

Aby ocenić potencjał koncepcji, studenci modelowali warunki środowiskowe i dostępność energii słonecznej w kilku lokalizacjach: Greenville w Karolinie Południowej, Frankfurcie, Madrycie oraz Mumbaju. Co bardzo ciekawe, według przytoczonego opisu pojazd miałby być zdolny do wygenerowania nadwyżki energii odpowiadającej średnio około 50 km dodatkowego zasięgu przy codziennym dojeździe wynoszącym 20 km. Jeżeli to prawda, ten parametr dobrze pokazuje, o co chodzi w Deep Orange 17. Nie jest to próba udowodnienia, że każdy samochód osobowy może w każdych warunkach obyć się bez ładowarki. Pamiętać należy, że efektywny zasięg uzyskiwany dzięki PV będzie zwiększany w obecności stosownych warunków zewnętrznych. Projekt pokazuje raczej, że w lekkim, miejskim pojeździe PV może przestać być wyłącznie ciekawostką i stać się elementem realnie wpływającym na codzienny bilans energetyczny.

REKLAMA

REKLAMA

Projekt studencki w realiach zbliżonych do OEM

Deep Orange to flagowy program prototypowania pojazdów na Clemson University. Jego założeniem jest praca studentów w środowisku możliwie zbliżonym do realiów producenta samochodów lub dostawcy Tier 1. Zespół projektuje, konstruuje i buduje funkcjonalny pojazd koncepcyjny, łącząc pracę akademicką z praktycznymi wymaganiami inżynierii samochodowej. Według Clemson jesienią 2025 r. BMW postawiło studentom Deep Orange 17 pytanie, czy pojazd może generować więcej energii, niż zużywa podczas codziennej jazdy. W przypadku tej odsłony programu z BMW współpracuje zespół studentów studiów magisterskich, a sam projekt wpisuje się w dłuższą historię relacji między producentem a Clemson University International Center for Automotive Research.

Nie gotowy produkt, ale ważny eksperyment

Deep Orange 17 jest dwudrzwiowym coupe inspirowanym dziedzictwem projektowym BMW, ale rozwijanym jako nowoczesny prototyp badawczy. We wnętrzu zastosowano autorski interfejs człowiek–maszyna, który pokazuje dane telemetryczne pojazdu w czasie rzeczywistym, a jednocześnie uwzględnia znane użytkownikom rozwiązania, takie jak Apple CarPlay i Android Auto. Prace badawcze nad prototypem mają być kontynuowane w Clemson University International Center for Automotive Research, a pojazd ma zostać pokazany podczas CES 2027 w Las Vegas.

Największą wartością projektu nie jest jednak obietnica szybkiej komercjalizacji. Deep Orange 17 pokazuje raczej, jak może wyglądać elektromobilność, jeśli projektowanie auta zacznie się od bilansu energii. Przy zaproponowanym koncepcie wciąż jednak bardzo interesujące wydają się kwestie bezpieczeństwa pasażerów w elektrycznym pojeździe o tak niewielkiej masie.

Radosław Błoński

redakcja@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.