Integracja fotowoltaiki z dachem samochodu – czy to ma sens?
Międzynarodowa grupa naukowców przeprowadziła eksperyment, w którym oceniała opłacalność zastosowania stałego dachu fotowoltaicznego w samochodzie w porównaniu do ruchomego systemu fotowoltaicznego, który umieszczony na dachu pojazdu podąża za promieniami słońca i generuje dodatkowy prąd.
Badania prowadziła grupa naukowców z uniwersytetów w Ukrainie, Słowacji i Łotwie. Wykorzystała w pełni elektryczny samochód Volkswagen e-Golf serii VII EV z 2017 roku. Głównym celem eksperymentu było porównanie opłacalności zastosowania fotowoltaiki na stałe zintegrowanej z dachem pojazdu w zestawieniu z fotowoltaiką w postaci tzw. systemu nadążnego (jednoosiowego). System ten ustawia ogniwa fotowoltaiczne w kierunku słońca w celu maksymalizacji uzysku energii elektrycznej.
Na potrzeby badań założono, że samochód może ładować się jedynie w momencie postoju.
Dach Volkswagena miał powierzchnię 1468 x 1135 mm, umieszczono na nim fotowoltaikę o mocy 257,92 W (dwa moduły po 120 W i jeden moduł o mocy 50 W, połączone równolegle) i zaczęto gromadzić dane.
Kilka procent więcej zasięgu
Naukowcy pod uwagę brali produkcję energii przez dachy solarne w miesiącach: styczeń, kwiecień, lipiec i październik. Otrzymane dane porównywali z wynikami opublikowanymi przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) oraz New European Driving Cycle (NEDC).
Wyniki dla lipca pokazały, że system PV na stałe zintegrowany z dachem (VIPV – vehicle-integrated photovoltaics) w lipcu wyprodukował 1587 Wh energii elektrycznej. Taka ilość zwiększy zasięg Volkswagena o 7,89 km (3,99 proc. więcej w porównaniu z maks. zasięgiem auta), jeśli wziąć pod uwagę dane publikowane przez EPA, lub o 12,64 km (6,32 proc. więcej w porównaniu z maks. zasięgiem auta), jeśli zestawimy wynik z danymi dostarczanymi przez NEDC.
W styczniu ten sam system VIPV wygenerował już tylko 291 Wh, co dało zasięg dodatkowy na poziomie 1,55 km zgodnie z danymi EPA (0,77 proc. więcej niż maks. zasięg) i 2,32 km zgodnie z danymi NEDC (1,16 proc. więcej niż maks. zasięg).
W przypadku systemu nadążnego badacze zanotowali, że latem wytworzył on taką samą ilość energii co VIPV, ale w styczniu, kwietniu i październiku miał lepsze wyniki. Dane ze stycznia pokazały, że system nadążny wyprodukował ilość energii zwiększającą zasięg Volkswagena o 3,01 km (wg EPA) lub o 4,52 km (wg NEDC). Jednakże – co bardzo istotne – podczas określania realnie zwiększonego zasięgu przy zastosowaniu nadążnego systemu PV należy wziąć pod uwagę, że część wyprodukowanej energii jest zużywana na regulację kąta nachylenia modułów PV.
Koszty i czas zwrotu
Kalkulacje odnoszące się do LCOE (Levelized Cost of Electricity) wykazały, że w przeliczeniu na kWh koszt systemu VIPV wyniósł 0,6654 dol./kWh. Z kolei koszt jednoosiowego systemu nadążnego kształtował się na poziomie 1,1013 dol./kWh. Biorąc pod uwagę liczbę kWh, którą w teorii każdy system powinien wyprodukować, VIPV ma się zwrócić w okresie sięgającym 5,32 lat, natomiast system nadążny – w 5,07 lat.
Badacze zwracają jednak uwagę, że choć system nadążny zwraca się nieco szybciej, to należy pamiętać, że jego instalacja jest dużo bardziej skomplikowana w porównaniu do systemu VIPV. Co więcej, obecność ruchomych części zwiększa prawdopodobieństwo awarii, która może pociągnąć za sobą dodatkowe koszty.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
