Las 10 mejores fuentes de energía renovables

Si te gusta el sol, y te gustan los coches, entonces supongo que le gustaría tener un coche alimentado por energía solar, ¿verdad? Este truco funciona bien para la mantequilla de maní y el chocolate, pero no tan bien para pan de ajo y fresas. Entonces, ¿cómo son compatibles coches con la energía solar? ¿Nos deleitamos en la combinación o escupirlo? Vamos a lanzar los dos juntos, se mezclan con las matemáticas, y ver lo que sucede.

¿Cuáles son nuestras opciones?

Corta de algunos solares a líquido-combustible-avance que he querido espero se puede realizar, y describió cerca del final de los coches eléctricos -Estamos hablando aquí. Esto es muy bueno, ya que los trenes de tracción eléctrica puede ser maravillosamente eficaz (estadio de béisbol 85-90%), e inmediatamente permitir el esquema inteligente de frenado regenerativo.

Obviamente hay una batería de participar como agente de poder, y esta batería se puede cargar (en tal vez el 90% de eficiencia) a través de:

• a bordo del motor de combustión interna alimentado por gasolina o equivalente;
• electricidad utilidad;
• una instalación solar fija;
• a bordo de los paneles solares.

Sólo las dos últimas opciones constituyen lo que denomino un coche alimentado por energía solar, haciendo caso omiso de la advertencia de que hídrica, eólica, e incluso de combustibles fósiles son en última instancia las formas de energía solar. El último elemento de la lista es la situación ideal: no depende de factores externos distintos de tiempo. Esto se adapta al espíritu independiente americano muy bien. Y está claro que es posible porque no es una carrera anual a través del desierto australiano por un 100% de a bordo coches funcionan con energía solar. ¿Tales demostraciones de éxito hoy en día significan que el uso generalizado de los coches solares está a la vuelta de la esquina?

¡Máxima velocidad adelante!

En primer lugar, vamos a examinar los requisitos. Para el recorrido "aceptable" a velocidades de autopista (30 m / s, o 67 millas por hora), y la capacidad de acomodar a cuatro personas cómodamente, tendríamos un trabajo muy difícil conseguir un área frontal más pequeño que 2 m² y un coeficiente de fricción menor que el CD = 0,2-produciendo un "área de arrastre" de 0,4 m². Incluso un ciclista tiende a tener un área de arrastre mayor que este! El uso de la clase de matemática desarrollada en el mensaje el, nos encontramos con que nuestro coche experimentará una fuerza de arrastre del FArrastre = ½ρcDAv² ≈ 250 Newtons (alrededor de 55 libras).

Digamos que queremos una instalación fotovoltaica (PV) de instalación, ya sea en el coche o en casa-para proporcionar todo el jugo, con el requisito de que un día es suficiente para llenar el "tanque". Una situación típica en la parte continental de Estados Unidos recibe un promedio de 5 horas pleno sol por día. Esto significa que se toma en el día / noche, ángulo del sol, la estación y el tiempo, un panel típico reunir la mayor cantidad de energía en un día, ya que tendría si el sol alto del mediodía persistió durante cinco horas. Para cargar el Volt, a continuación, requeriría una matriz capaz de dar cuerda a 3 kW de potencia pico. El Tesla requeriría una matriz de 10 kW para proporcionar una carga diaria. Las áreas requeridas PV superar ampliamente lo que está disponible en el propio vehículo (10 m² necesitan incluso para el sistema de 3 kW con una eficiencia bancaria sin precedentes del 30%; el doble de esta superficie para los paneles asequibles).

Pero esta no es la mejor manera de mirarlo. La mayoría de la gente le importa lo lejos que pueden viajar cada día. Un coche eléctrico típico requiere aproximadamente. Así que si su marcha diaria requiere 30 millas de alcance de ida y vuelta, esto tarda unos 10 kWh y necesitará un sistema fotovoltaico de 2 kW para proporcionar el jugo al día. Usted puede ser capaz de exprimir esto sobre el techo del vehículo.

¿De qué manera la economía funcionan? Mantenerse al día ese 30 millas por patrón de día, día tras día, requeriría un costo anual de gasolina de alrededor de $ 1000 (si el coche recibe alrededor de 40 MPG). costo de instalación de PV viene en alrededor de $ 4 por vatio pico últimamente, por lo que el sistema de 2 kW tendrá un costo de $ 8,000. De este modo a compensar los precios del gas (de hoy) en 8 años. Este matemático se aplica a los paneles eficientes 15% estándar, lo que excluye una solución techo de la cabina. Por esta razón, se centrará principalmente en PV estacionaria a partir de ahora.

Aspectos prácticos: autónomo o de conexión a red?

Ah-los aspectos prácticos. Donde los sueños se ponen complicadas. Para los puristas, un coche totalmente solar no va a ser tan fácil. El sol no se adhieran a nuestro horario rígido, ya menudo tenemos nuestro coche fuera de casa durante las horas de carga principales de todos modos. Así que para estar verdaderamente solar, necesitaríamos almacenamiento en el hogar significativa para amortiguar contra el clima y la carga horario de desajuste.

La idea es que se puede rodar a casa al final del día, tapar su coche, y transferir energía almacenada en el banco de baterías estacionarias de banco de la batería de su coche. Lo que quiere tener varios días de jugo fiable, por lo que estamos hablando de un banco de baterías de 30-50 kWh. A partir de $ 100 por kWh de plomo-ácido, esto añade algo así como $ 4000 a el costo de su sistema. Sin embargo, las baterías no duran para siempre. Dependiendo de la fuerza se reciclan las pilas, podrían durar 3-5 años. Un banco grande tiene ciclos más superficiales, y por lo tanto va a tolerar más de éstos y duran más, pero para un mayor costo por adelantado.

El efecto neto es que el banco de baterías estacionarias costará alrededor de $ 1000 por año, que es exactamente lo que teníamos por el costo de la gasolina en el primer lugar. Sin embargo, a menudo me molesto por los argumentos económicos. Más importante para mí es el hecho de que puede hacerlo. Duplicar los precios del gas y tenemos nuestro amortización de 8 años de nuevo, de todos modos. Puramente decisiones económicas tienden a ser miopes, se centraron en las condiciones de hoy en día (y con un poco de respeto a las tendencias del pasado). Pero las transiciones de fase fundamentales como el pico del petróleo rara vez se consideran: vamos a necesitar opciones alternativas, incluso si son más caras que las opciones baratas que disfrutamos hoy en día.

La otra vía de un coche-mucho más extendido solar-es un sistema fotovoltaico vinculadas a la red. En este caso, la carga de la noche viene de insumos tradicionales de producción (grandes variaciones regionales en la mezcla de carbón, gas, nuclear, hidroeléctrica y), mientras que su producción de energía fotovoltaica durante el día ayuda a los acondicionadores de aire de alimentación otras personas y otros usos de la electricidad durante el día. Dedicando 2 kW de panel para sus necesidades de transporte, por lo tanto compensa la demanda neta de los insumos (combustible fósil, en muchos casos), actuando efectivamente para aplanar la variabilidad de la demanda. Esta es una buena tendencia, ya que emplea recursos infrautilizados de otro modo por la noche, y proporciona (en total) de alivio de carga máxima por lo que no se necesita tal vez otra planta de combustibles fósiles para satisfacer la demanda pico. Aquí, el individuo no tiene que pagar por un banco de baterías estacionarias. La rejilla actúa como una batería, que funcionará bastante bien, siempre que la fracción de entrada solar sigue siendo pequeño.

Como tranquilizador, ya que es que estamos tratando con una opción cara-transporte-posible si, debo revelar uno de gotcha adicional que lo convierte en una imagen un poco menos optimista. En comparación con un sistema fotovoltaico vinculadas a la red, un sistema autónomo debe construir en la sobrecarga adicional para que las baterías estén completamente cargadas y se acondicionaron en una base regular. A medida que las baterías se acercan a carga completa, que requieren menos corriente y por lo tanto a menudo tirar potencial de energía solar. Combinando esto con la eficiencia de carga (tanto en la electrónica y en la batería), no es raro que necesitará el doble de la inversión fotovoltaica para obtener la misma energía neta entregada como cabría tener en un sistema vinculadas a la red. Por otra parte, si nos fuimos a gran escala de la red atada, necesitaríamos soluciones de almacenamiento que incurrir de nuevo éxitos de eficiencia y requieren una mayor acumulación de compensar.

Espacio para el transporte Solar

Hay un nicho en el que un vehículo con un techo fotovoltaico podría ser satisfecha de sí misma. Los carritos de golf que pueden llegar hasta un 25 m.p.h. (40 km / h) puede ser útil para las diligencias de barrio, o para el transporte dentro de una pequeña comunidad. Son ligeros y lento, por lo que puede llegar a funcionar con algo así como 15 kWh por cada 100 millas. Debido a las distancias de viaje son presumiblemente pequeña, probablemente podemos mantener un radio de 10 millas por día, lo que requiere 1,5 kWh de entrada por día. La batería suele ser algo así como 5 kWh, por lo que puede almacenar tres días de antigüedad de la derecha en el carro. A un promedio de cinco horas pleno sol por día, necesitamos 300 W de capacidad de generación, lo que podemos lograr con 2 metros cuadrados de panel fotovoltaico eficiente 15%. ¡Oye! Esto podría funcionar:, transporte autopropulsado autónomo. Basta conectarlo sólo cuando el tiempo conspira en su contra. Y a diferencia de los unicornios, he visto una de estas bestias utillaje alrededor del campus de la UCSD!

Digresión: Coches y cuando la batería Nacional?

¿Y si nos convierte eventualmente nuestra flota de vehículos a petróleo a los coches eléctricos con una infraestructura renovable sustancial detrás de él. Serían los propios coches proporcionar el almacenamiento es necesario equilibrar el sistema? Para los EE.UU., vamos a dar 200 millones de coches, cada uno capaz de almacenar 30 kWh de energía. En el caso extremo, esto proporciona 6 millones de kWh de almacenamiento, que es aproximadamente 50 veces menor que la que nos gustaría para permitir un esquema completo de las energías renovables. Y esto supone que los coches no tienen exigencias de su propia: que obedientemente permanecer en el lugar durante los momentos de necesidad. En verdad, los coches operarán en un horario diario mucho más riguroso (que necesitan energía para conmutar, por ejemplo) que lo que la madre naturaleza va a tirar de nuestras instalaciones / viento solar.

Debemos tomar lo que podemos conseguir, pero el uso de los coches como una batería nacional no nos lleva muy lejos. Esto no quiere decir que en el automóvil de almacenamiento no proporcionaría algún servicio esencial, sin embargo. Incluso sin tratar de doble tarea de nuestros vehículos eléctricos (es decir, no exigiendo que se alimentan de nuevo a la red eléctrica), tal flota seguiría aliviar la demanda de petróleo, fomentar la producción de electricidad renovable, y actuar como equilibrador de carga por sorber preferentemente electricidad por la noche .

Quiero un coche con energía solar

También quiero un reductor de velocidad de tierra de la Guerra de las Galaxias, un sable de luz, mientras que estamos en él, y un jet pack. Y un pony. Pero a diferencia de muchos de estos deseos, un coche alimentado por energía solar puede ser una realidad práctica. Podía salir mañana y comprar un voltio o una hoja y cargarlo con mi sistema fotovoltaico fuera de la red de fabricación casera (aunque me gustaría primero tendrá que reforzar, en un poco para cubrir nuestras necesidades de transporte modestos semanales). Alternativamente, pude aparcar un coche de golf con energía cargada en el sol-o cargar una bicicleta eléctrica de ayuda con una pequeña instalación fotovoltaica, para el caso, para obtener alrededor de mi barrio. Un poco menos satisfactoria, podría instalar un sistema fotovoltaico vinculadas a la red con la suficiente producción anual para compensar la toma de electricidad de mi coche. El punto es, que podía hacer paradas en la gasolinera una cosa del pasado (o al menos poco frecuente, en el caso de un plug-in híbrido).

Así coches accionados solares caen sólidamente en el lado de la realidad del continuo realidad-fantasía. Dicho esto, el transporte solar puro (a la generación del tablero) sufrirá serias limitaciones. Un transporte más confiable viene con matices que pueden ser irritantes para los puristas. Se puede aplicar una calcomanía que dice ENERGÍA SOLAR CAR, pero en la mayoría de los casos, usted tendrá que poner un asterisco al final con una larga nota al pie para explicar exactamente cómo se han dado cuenta de ese objetivo.