A estas alturas ya nadie duda de que el sueño del coche eléctrico autónomo es algo que acabará ocurriendo en un futuro más o menos cercano. Pero imagínate que, además de ser autónomo a nivel de conducción, pudiera recargarse exclusivamente con energía solar. Es decir, que fuera autosuficiente energéticamente hablando.
La verdad es que, como concepto, suena estupendamente bien. Y hay muchas empresas automovilísticas y startups de nueva creación que tienen claro que en el negocio de los coches solares hay un nicho de mercado. Sin embargo, si bajamos los pies a la tierra y hacemos los números, nos damos de bruces contra las leyes de la física. Y no es por una limitación puramente tecnológica (que también), sino porque el astro rey no es capaz de darnos toda la energía que necesitamos para mover un coche en una superficie tan reducida. En cualquier caso, os puedo adelantar que todavía estamos muy lejos de poder disfrutar de un coche solar autónomo.
Coches solares: en busca de la utopía de un vehículo que no necesite repostar
Los coches equipados con paneles fotovoltaicos no son algo nuevo. De hecho, en el caso del Toyota Prius híbrido enchufable, es algo que lleva disponible desde el año 2010 en lo que fue la primera intentona de llevar la tecnología solar al sector de la automoción. No obstante, aquel panel solar no servía para cargar la batería de tracción, sino que sus 56 W de potencia solo se utilizaban para refrigerar el habitáculo cuando el coche estaba aparcado al sol.
En los últimos años esta idea se ha vuelto mucho más popular y hemos visto a varias marcas presentar sus propuestas del uso de la energía solar en vehículos. Es el caso de Lightyear One o el mediático Sono Sion, que promete hasta 34 kilómetros diarios “gratis” gracias a la luz del sol. Incluso la propia Toyota se atrevió con un nuevo prototipo del Toyota Prius, esta vez algo más ambicioso, con 860 W de paneles solares y prometiendo recuperar un máximo de 44,5 kilómetros de autonomía diarios en el optimista ciclo de homologación japonés.
Pero la verdad es que ninguna de estas propuestas significa que vayamos a dejar de visitar las gasolineras (o los puntos de recarga en este caso) para siempre. A pesar de las promesas, en aplicación real es muy poco probable que los paneles solares vayan proporcionarnos más energía de la necesaria para recorrer distancias cortas en días soleados.
Si quieres ir en un coche solar autónomo, prepárate para ir incómodo (y despacio)
Si conseguir que un coche recorra una cantidad significativa de kilómetros gracias exclusivamente a la luz del sol es ya un reto técnico importante, extrapolarlo a un coche autónomo se convierte en uno de dimensiones astronómicas.
Lo cierto es que los coches impulsados exclusivamente por energía solar existir, lo que se dice existir, existen. Pero en su mayoría no son más que vehículos experimentales desarrollados por grupos de estudiantes para competiciones interuniversitarias y que no pueden extrapolarse al mundo de los vehículos comerciales.
Estos vehículos normalmente están diseñados para maximizar la eficiencia de la marcha y la superficie disponible, lo que se traduce en ruedas con una anchura digna de una bicicleta, espacio justo para un ocupante (sin maletas), diseños muy aerodinámicos, materiales ultraligeros que no cumplen estándares de seguridad y nada de sistemas de infoentretenimiento, aire acondicionado u otro tipo de comodidades a las que no estamos dispuestos a renunciar. Y por supuesto, sin el peso y el consumo del hardware de un sistema de conducción autónoma.
Con todo, estos vehículos experimentales son capaces de recorrer cientos de kilómetros aprovechando exclusivamente la energía del sol. Eso sí, siempre a plena luz del día (de un día soleado) y a velocidades comedidas.
El reto de desarrollar un coche solar autónomo: estas son las cuentas
En el reto de desarrollar un coche solar autónomo, contamos principalmente con dos limitaciones técnicas: la superficie disponible y la eficiencia de las células fotovoltaicas:
- Superficie disponible. La superficie disponible en un coche es limitada y no puede ser aumentada a placer. Además, los coches están llenos de formas irregulares y tienen multitud de zonas acristaladas, lo que limita el espacio para la instalación de las células solares.
- Eficiencia de las células solares. Actualmente, los paneles solares que más rendimiento ofrecen del mercado (paneles, que no células) tienen una eficiencia del 22,8%. Por otro lado, las células fotovoltaicas del prototipo del Toyota Prius declaran una eficiencia del 34%, una cifra muy superior pero que corresponde a células de tecnología de triple unión, más caras e innovadoras que las habituales en la industria, las de silicio cristalino. En cualquiera de los casos, estas cifras de eficiencia prácticamente solo se consiguen en unas condiciones de laboratorio concretas y bastante optimistas (1000 W/m2 de irradiancia, una masa de aire de 1.5 y 25°C de temperatura).
Para demostrar que no es posible (con la tecnología actual) fabricar un coche autónomo que se pueda mover de forma autoalimentada exclusivamente con la luz del sol, vamos a hacer unas cuentas simples y muy favorables para el coche.
Supongamos que el coche es un prisma rectangular de 2x5x1.5 metros (anchura, longitud, altura), que tiene una superficie total (muy optimista) de 31 metros cuadrados. Supongamos también que somos capaces de cubrir el 100% de esa superficie con células fotovoltaicas. Y que estas células, por si fuera poco, tienen una eficiencia del 34%.
En el mejor de los casos, y teniendo en cuenta una radiación de condiciones de laboratorio, el coche será capaz de generar una potencia pico de 10,54 kW, lo que se traduce en 14,34 CV. Y para mover con soltura y seguridad un coche sabemos que hacen falta bastantes más. Raro es que un utilitario básico no tenga como mínimo unos 60 CV.
Pero es que además estamos hablando de un caso utópico que nunca se dará, ya que la superficie cubierta de células solares estará orientada hacia todos los puntos cardinales, por lo que en ningún momento podrá recibir radiación solar directa en todas sus caras. Eso, sumado a lo aleatorio que es el recorrido de un coche, hace que la potencia generada en cada momento sea especialmente variable y siempre significativamente inferior a la declarada. Y todo ello sin tener en cuenta otros factores como las sombras inevitables en el día a día, la suciedad impregnada en la carrocería, las pérdidas en el sistema eléctrico del propio vehículo, el consumo de los sistemas auxiliares y climatización...
Sí que es cierto que el vehículo podría equipar cierta capacidad de baterías donde almacenar la energía solar excedente o generada mientras el coche está parado. Pero no casaría con la filosofía de un coche autónomo. Y es que al no llevar conductor, los vehículos autónomos no tendrán necesidad de realizar paradas periódicas, sino que estarán dando servicio el máximo tiempo posible. Y en caso de tener que detenerse, será en situaciones de baja demanda, lo que probablemente coincidirá con las horas nocturnas (y de nula radiación solar).
Por lo tanto, en el mejor de los casos podríamos hablar de un coche autónomo parcialmente asistido por energía solar, pero nunca de un coche energéticamente autosuficiente. Y habría que pararse a pensar si en mundo donde generar electricidad con energía solar y eólica a gran escala es realmente barato merece la pena equipar a los coches con este tipo de sistemas con la complejidad y el coste que ello conlleva.
Imagen de portada | Hideki Kimura, Kouhei Sagawa / CC BY
Imágenes | Mark (Flikr), Sono Sion
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La noticia Las cuentas (imposibles) para conseguir un coche solar autónomo que se recargue sólo con la luz del sol fue publicada originalmente en Xataka por Sergio Fernández Munguía .
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