Z punktu widzenia ekologii, sama zeroemisyjność samochodów nie wystarczy. Ważne jest bowiem nie tylko ograniczenie ilości spalin, ale również możliwie najbardziej przyjazny środowisku sposób produkowania energii elektrycznej i następnie dostarczenie jej do pojazdów elektrycznych. Jak jednak ominąć konieczność bazowania na energii pochodzącej ze spalania węgla? Pomysłów jest kilka, a jednym z ważniejszych okazuje się wiatr.
Wiatr od zawsze był siłą, która fascynowała człowieka. Nie ma się zatem co dziwić, że pierwsze budowle wykorzystujące pęd powietrza pojawiły się już w starożytnym Babilonie w 2000 roku p.n.e. Kolejnym stadium rozwoju stały się w IX wieku wiatraki, w Persji służące do mielenia ziaren, podczas gdy na pierwsze elektrownie wiatrowe trzeba było zaczekać aż do połowy XX wieku. Pionierską siłownię wiatrową z generatorem prądu zmiennego zbudował w 1950 roku inżynier Johannes Juul. Na szczęście od tego momentu technologia zamiany ruchu obrotowego w energię elektryczną przestała mieć tajemnice przed inżynierami. To oznacza, że dziś poszukuje się dla niej nowych zastosowań.
Dość ciekawie brzmi wykorzystanie elektrowni wiatrowej wyłącznie jako źródła zasilania samochodu elektrycznego. Co w ten sposób można osiągnąć? Po pierwsze, zdecydowanie obniżyć koszty eksploatacji auta. Jeżeli kierowca zdecyduje się na zbudowanie infrastruktury przed swoim domem, po amortyzacji kosztu instalacji niewielkiej turbiny, prąd stanie się całkowicie darmowy! Po drugie, energia wytworzona przez wiatr sprawia, że jeszcze korzystniej wygląda np. bilans energetyczny eksploatacji samochodu elektrycznego. E-auta staną się bardziej zielone i zredukują poziom emisji szkodliwych związków do atmosfery.
Pierwsze ładowarki wiatrowe do samochodów są już używane!
Koncepcje dotyczące zasilania samochodów elektrycznych energią wytworzoną siłą wiatru są tak naprawdę dwie. W pierwszym przypadku mowa o budowie infrastruktury koło domu. Pisząc o infrastrukturze mamy na myśli m.in. mały wiatrak. Według drugiego scenariusza powstaną firmy, które najpierw zainwestują w turbiny wiatrowe, a pozyskaną z nich energię przekażą do stacji ładujących przeznaczonych dla pojazdów. System łączący wiatrak ze stacją ładowania jest już powoli wdrażany. Dobry przykład płynie z Nowego Jorku. Przy jednym z supermarketów sieci Whole Foods stanęła 4-kilowatowa turbina i ładowarka GE WattStation.
Pomysłowość inżynierów zdaje się nie mieć granic. Właśnie dlatego twórcy pojazdów zaczęli się zastanawiać nad tym, czy wiatr może służyć wyłącznie do generowania prądu. A gdyby udało się wykorzystać jego siłę do napędzania pojazdu? Dość interesującą próbą jest Ventomobile zaprezentowany w połowie 2008 roku. Choć twórcy projektu śmiało mówili o samochodzie podczas prezentacji, pojazd stanowi bardziej trójkołową ramę z turbiną zamieszczoną na specjalnym maszcie. Obroty turbiny są przekazywane na koła, dzięki czemu Ventomobile może się poruszać.
Na tym próby budowy samochodu napędzanego wiatrem oczywiście się nie skończyły. W 2008 roku pokazany został projekt o nazwie Formula Zero przygotowany przez Mercedesa. Pojazd charakteryzuje niezwykle lekką formą, posiada duże tunele aerodynamiczne poprowadzone między karoserią a kołami oraz wielki maszt odbierający pęd wiatru, który przypomina nieco płetwę rekina. Nawiązanie do formuły pierwszej sprawiło, że inżynierowie podczas napędzania auta nie bazowali tylko na podmuchach powietrza. Właśnie dlatego przy każdym z kół zamontowali dodatkowy silnik elektryczny.
Jak nie wiatr, to może… słońce?
Wiatr nie jest jedynym odnawialnym źródłem energii. Inżynierowie mają do dyspozycji jeszcze słońce. Na zastosowanie panelu fotowoltaicznego zdecydowała się m.in. Toyota w modelu Prius Plug-in. Płyta generująca energię słoneczną została umieszczona w konstrukcji dachu. Efektywność pracy panelu nie jest na razie imponująca, ale mimo wszystko w słoneczny dzień może on zwiększyć zasięg auta o około 5 kilometrów. Nie jest to szczególnie duży dystans, jednak wystarczający, by podrzucić dziecko do szkoły, czy wybrać się do pobliskiego marketu na zakupy.
W Priusie energia słoneczna wspomaga ładowanie akumulatorów. Na świecie znane są już przypadki, w których cały samochód zasila energia z paneli słonecznych. Jeden z pierwszych przykładów pojawił się w 2006 roku. Mowa o Venturi Astrolab. Auto charakteryzuje się dość nowatorską formą. Wygląda trochę jak płaski kabriolet, w którym kierowca i pasażer siedzą jeden za drugim. Taka forma pojazdu została poniekąd wymuszona w związku z zamontowaniem jak największej liczby ogniw fotowoltaicznych. Te zajmują w sumie powierzchnię 3,6 m2.
Za każdym razem gdy auto znajdzie się w zasięgu słońca, jego akumulatory są ładowane. Zapasy prądu w ogniwach NiMH Venturi NIV-7 uzupełnione do 100% sprawiają, że ważący tylko 280 kilogramów kabriolet jest w stanie pokonać dystans do 110 kilometrów. Skąd taki wynik? Silnik Venturi Astrolab oferuje tylko 21 koni mechanicznych. W zamian charakteryzuje się wybitnie niskim poborem energii. Nowatorski kabriolet można było zamówić niedługo po prezentacji. Jego cena sięgała 92 tys. euro bez podatku VAT.
Swój wkład w technologię budowy samochodów napędzanych za pomocą paneli słonecznych mają również Polacy. W 2015 roku studenci Politechniki Łódzkiej stworzyli projekt pojazdu Eagle One. Jego forma jest dość specyficzna – nieco przypomina łzę. Karoseria wykonana z włókna węglowego została okryta panelami słonecznymi. Przy słonecznej pogodzie polski samochód może pokonać nawet 1500 kilometrów, a podczas jazdy z prędkością 50 km/h zużywa dokładnie tyle prądu, co przeciętny czajnik elektryczny. Napęd generują dwa silniki o łącznej mocy blisko 14 koni mechanicznych, prędkość maksymalna to 120 km/h, a sama bateria ma pojemność 15 kWh.
Oczywiście powyższe rozwiązania nie są jeszcze powszechne, ale, podobnie jak z wieloma innowacjami, ich olbrzymim sprzymierzeńcem okazuje się czas. Kto wie, być może w przyszłości nie będziemy potrzebowali standardowych punktów ładowania, bo wystarczająca okaże się… ładna pogoda.