Saulės panelės ant automobilių stogų gali surinkti naudingos energijos, tačiau dėl riboto ploto, neoptimalios pasvirimo krypties ir kintančios saulės spinduliuotės tiekia tik kuklią galią. Tipinė išėjimo galia siekia kelis šimtus vatų piko metu, o per dieną idealiomis sąlygomis galima gauti nuo kelių šimtų vatvalandžių iki kelių kilovatvalandžių, to pakanka pagalbinėms sistemoms ar trumpiems kasdieniams „boostams“, bet retai gali pakeisti įkrovimą iš tinklo. Svarbūs ir kainos, svorio bei sudėtingumo kompromisai, todėl praktinė nauda priklauso nuo naudojimo scenarijaus — ir šį niuansą verta panagrinėti plačiau.
Ar saulės stogas gali reikšmingai pailginti elektromobilio nuvažiuojamą atstumą?
Kiek papildomo nuvažiuojamo atstumo iš tikrųjų gali suteikti saulės baterijų stogas? Saulės stogo ribotas paviršiaus plotas (keli m²) geriausiu atveju duoda kelis šimtus vatų piko, o tai įprastomis sąlygomis virsta šimtais Wh iki kelių kWh per dieną.
Toks energijos kiekis atitinka maždaug nuo kelių iki kelių dešimčių kilometrų nuvažiuojamo atstumo per dieną, priklausomai nuo transporto priemonės efektyvumo. Realūs veiksniai—orientacija, šešėliavimas, laikymas garaže, protarpinis naudojimas—išvestį ženkliai sumažina.
Papildoma masė ir kaina dar labiau mažina grynąją naudą. Todėl daugumai vairuotojų saulės stogas negali reikšmingai pailginti kasdienio nuvažiuojamo atstumo, palyginti su įprastu įkrovimu ar stacionariomis saulės elektrinėmis.
Kiek energijos automobilių saulės stogai pagamina realiomis sąlygomis?
Nustačius tipines saulės stogų didžiausios galios reikšmes ir realaus pasaulio apribojimus, dėmesys nukreipiamas į kasdienės energijos išeigos kiekybinį įvertinimą esant realistiškiems naudojimo modeliams. Realistiški stogo plotai geriausiu atveju suteikia kelis šimtus vatų piko; vidutinio klimato zonose kasdienė gamyba paprastai svyruoja nuo kelių šimtų vatvalandžių iki kelių kilovatvalandžių, priklausomai nuo insoliacijos, orientacijos ir šešėliavimo.
Pertraukiamas stovėjimas, netinkamas pasvirimo kampas ir dalinis šešėliavimas vidurkius gerokai sumažina, palyginti su laboratoriniais rodikliais. Energiją paverčiant į nuvažiuojamą atstumą, tai sudaro maždaug nuo kelių iki kelių dešimčių kilometrų per dieną palankiomis sąlygomis, tačiau dažniausiai vidutiniams naudotojams — tik vienženklį kilometrų skaičių. Nišiniai dizainai ir labai saulėtos vietovės gali viršyti šias bazines reikšmes.
Saulės stogo kaštai ir kompromisai: kaina, svoris ir efektyvumas
Saulės stogo paketas prideda apčiuopiamų sąnaudų, masės ir sistemos sudėtingumo, kuriuos būtina įvertinti atsižvelgiant į jo kuklią energijos išeigą.
Papildoma integruotų panelių įsigijimo kaina dažnai viršija energijos, kurią jos pagamina per įprastą nuosavybės laikotarpį, dabartinę vertę.
Papildoma masė mažina transporto priemonės efektyvumą ir gali pareikalauti sustiprintų konstrukcijų, taip sumažindama grynąjį nuvažiuojamo atstumo prieaugį.
Ribotas stogo plotas apriboja didžiausią galią iki kelių šimtų vatų, todėl konversijos efektyvumas ir elementų kaina vienam vatui yra kritiškai svarbūs.
Eksploataciniai nuostoliai dėl šešėliavimo, orientacijos ir temperatūros dar labiau mažina grąžą.
Esant dabartinėms kainoms ir medžiagoms, šie kompromisai daro plačiai paplitusį diegimą ekonomiškai ir techniškai menkai pagrįstą, išskyrus nišines taikymo sritis.
Kada saulės stogas yra prasmingas: realistiški naudojimo atvejai ir nišiniai modeliai?
Esant tam tikroms sąlygoms, saulės stogai gali būti praktiškas papildymas, o ne dekoratyvinis priedas: transporto priemonės, kurios kasdien ilgai būna veikiamos intensyvios saulės šviesos, eksploatuojamos esant nuspėjamai parkavimo orientacijai ir teikia pirmenybę mažoms pagalbinėms apkrovoms, gali atgauti reikšmingą energijos kiekį iš kelių šimtų vatų galios stogo modulių.
Praktiniai naudojimo atvejai apima parkų transporto priemones su fiksuota lauko parkavimo vieta, pristatymo furgonus su lengvu kroviniu ir transporto priemones atokiose vietovėse, kur prieiga prie elektros tinklo yra ribota.
Nišiniai serijiniai modeliai ir prototipai diegia modulius pagalbinėms sistemoms arba nedideliam nuvažiuojamo atstumo padidinimui.
Dabartiniai techniniai apribojimai—ribotas plotas, pertraukiamumas, svoris ir kaina—reiškia, kad saulės stogai išlieka specializuota optimizacija, o ne masinės rinkos sprendimu.
Geresnės alternatyvos daugiau saulės energija nuvažiuojamų mylių (namų saulės panelės, įkrovikliai)
Palyginti su ant automobilių stogų montuojamais saulės moduliais, stacionarios saulės energijos sistemos—ant namų stogų montuojami masyvai ir specialūs saulės įkrovikliai—suteikia gerokai didesnę energijos išeigą už kiekvieną išleistą dolerį, nes galima parinkti palankiausią pasvirimo kampą, naudoti didesnį plotą ir turėti fiksuotą orientaciją.
Namų sistemos pasiekia kelių kilovatų pikinę galią, per dieną pagamindamos dešimtis kilovatvalandžių, palyginti su automobilio stogo keliomis kilovatvalandėmis.
Fiksuota įrengimo vieta sumažina šešėliavimo nuostolius ir leidžia optimizuotai integruoti inverterį, sekimą ir energijos kaupimą.
Saulės įkrovikliai darbo vietose ar viešose aikštelėse plečiasi panašiai ir suderina įkrovimo laiką su gamyba.
Ekonomiškai, kapitalo ir priežiūros sąnaudos vienai kWh yra mažesnės stacionarioms sistemoms.
Daugumai vartotojų stacionari saulės energija kartu su išmaniuoju įkrovimu užtikrina gerokai daugiau saulės energija nuvažiuotų kilometrų.