Η υποστηριζόμενη από τη BMW ηλιακή EV μπορεί να συλλέγει σε μία ημέρα περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνει στην οδήγηση

Περισσότερες από 1.700 ηλιακές κυψέλες συνεχίζουν να λειτουργούν όταν το αυτοκίνητο είναι σταθμευμένο

Το φθινόπωρο του 2024, η BMW έθεσε ένα ερώτημα στους μεταπτυχιακούς φοιτητές του προγράμματος Deep Orange του Πανεπιστημίου Clemson: θα μπορούσε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο να παράγει, στη διάρκεια μιας τυπικής ημέρας αστικής χρήσης, περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνει για την κίνησή του; Η απάντησή τους ήταν το Deep Orange 17, γνωστό και ως Luminetta, ένα δίθυρο ηλεκτρικό κουπέ. Η ομάδα έρευνας και εξέλιξης της BMW συνεργάστηκε με τους φοιτητές του Clemson, με τη BMW να αποτελεί τον κύριο χορηγό του έργου.

Περισσότερες από 1.700 φωτοβολταϊκές κυψέλες είναι ενσωματωμένες στις εξωτερικές επιφάνειες του αυτοκινήτου, επιτρέποντάς του να συλλέγει ενέργεια τόσο εν κινήσει όσο και όταν είναι σταθμευμένο. Το ηλιακό σύστημα αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το γερμανικό Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Η σχεδίασή του επιτρέπει στη διάταξη να συνεχίζει να παράγει ηλεκτρική ενέργεια ακόμη και όταν τμήματα των πάνελ βρίσκονται στη σκιά.

Οι υπεύθυνοι εξέλιξης μοντελοποίησαν τη διαθεσιμότητα ηλιακού φωτός και τις περιβαλλοντικές συνθήκες στο Greenville, τη Φρανκφούρτη, τη Μαδρίτη και τη Μουμπάι. Με την παραδοχή 20 km οδήγησης ημερησίως, το όχημα παρήγαγε αρκετή ηλιακή ενέργεια, κατά μέσο όρο στις τέσσερις τοποθεσίες, ώστε να αντισταθμίσει την ενέργεια που καταναλωνόταν σε αυτή την καθημερινή διαδρομή και να απομένει πλεόνασμα αντίστοιχο με περίπου άλλα 50 km οδήγησης.

Με άλλα λόγια, η προσομοίωση δείχνει ότι η ηλιακή ενέργεια που συλλέγεται σε μία ημέρα μπορεί να αναπληρώσει την ενέργεια που καταναλώνεται σε 20 km και να εξακολουθεί να παρέχει το ισοδύναμο περίπου 50 km πρόσθετης αυτονομίας. Είναι κρίσιμο ότι αυτά τα στοιχεία προέρχονται από προσομοιώσεις και όχι από πραγματικές οδικές δοκιμές στις τέσσερις πόλεις.

Η Φρανκφούρτη αποτελεί ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα επιλογή από ευρωπαϊκή σκοπιά, καθώς δείχνει ότι το σύστημα δεν αξιολογήθηκε μόνο σε εξαιρετικά ηλιόλουστα κλίματα. Παρ' όλα αυτά, το αποτέλεσμα της Φρανκφούρτης δεν μπορεί απλώς να γενικευθεί στις συνθήκες της βόρειας Ευρώπης: η ηλιακή ακτινοβολία, η εποχή και οι συνθήκες στάθμευσης επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την ενεργειακή παραγωγή.

Το βάρος των 550 kg αλλάζει την ενεργειακή εξίσωση

Τα ηλιακά πάνελ από μόνα τους δεν θα αρκούσαν για την επίτευξη τέτοιων επιδόσεων. Το Deep Orange 17 ζυγίζει μόλις 550 kg, γεγονός που σημαίνει ότι χρειάζεται δραματικά λιγότερη ενέργεια για να επιταχύνει και να διατηρείται σε κίνηση από ένα σύγχρονο EV δύο τόνων.

Το πλαίσιο πολλαπλών υλικών συνδυάζει δομικό χάλυβα, αλουμίνιο, δομικά μέλη από ανθρακονήματα και μεταλλικούς συνδέσμους κατασκευασμένους με εκτύπωση 3D. Ο χάλυβας χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία και την ενίσχυση του κλωβού επιβατών, ενώ τα ελαφρύτερα υλικά συμβάλλουν στην ελαχιστοποίηση του συνολικού βάρους.

Για το αμάξωμα, η ομάδα άντλησε επίσης έμπνευση από τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του ψαριού-κουτιού, του οποίου το αεροδυναμικό σχήμα μειώνει την αντίσταση διατηρώντας παράλληλα τον εσωτερικό χώρο. Η ανάκτηση ενέργειας κατά την πέδηση, η έξυπνη κατανομή ροπής και τα βελτιστοποιημένα συστήματα ελέγχου του συστήματος κίνησης ενισχύουν περαιτέρω την ενεργειακή απόδοση.

Αυτό το βάρος των 550 kg είναι που καθιστά το έργο ιδιαίτερα ενδιαφέρον. Το Deep Orange 17 δεν βασίζεται σε μία και μοναδική τεχνολογική λύση για να επιτύχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Οι ηλιακές κυψέλες, το χαμηλό βάρος, η αεροδυναμική και τα συστήματα ελέγχου λειτουργούν συνδυαστικά, μειώνοντας την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζεται το αυτοκίνητο από το δίκτυο.

Οι προδιαγραφές μπαταρίας και κινητήρα δεν έχουν δημοσιοποιηθεί

Το υλικό που δημοσίευσαν η BMW και το Clemson δεν προσδιορίζει τη χωρητικότητα της μπαταρίας κίνησης, την ισχύ του ηλεκτροκινητήρα, τη ροπή, τη μέγιστη ισχύ φόρτισης ή τη συμβατική αυτονομία. Αυτό περιορίζει την αξία των άμεσων συγκρίσεων με ηλεκτρικά μοντέλα παραγωγής ως προς την επιτάχυνση ή την αυτονομία WLTP. Στόχος του έργου είναι να καταδείξει τις δυνατότητες για καθημερινή κινητικότητα με θετικό ενεργειακό ισοζύγιο και όχι να σημειώσει ρεκόρ επιδόσεων ή αυτονομίας.

Σε αυτό ακριβώς το σημείο διαφέρει θεμελιωδώς και από τα σημερινά ευρωπαϊκά ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Οι κατασκευαστές συνήθως βασίζονται σε μεγάλες μπαταρίες για να προσφέρουν μεγάλη αυτονομία, ενώ το Deep Orange 17 προσεγγίζει το ζήτημα από την αντίθετη κατεύθυνση: πρώτα ελαχιστοποιεί τις ενεργειακές απαιτήσεις του οχήματος και στη συνέχεια παράγει επί του οχήματος μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζεται.

Δεν πρόκειται για προαναγγελία μιας νέας BMW

Δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι το Deep Orange 17 αποτελεί προάγγελο ενός μελλοντικού μοντέλου παραγωγής της BMW. Είναι ένα πλήρως λειτουργικό ερευνητικό πρωτότυπο από το πρόγραμμα Deep Orange του Clemson, το οποίο εξελίχθηκε με τη συμμετοχή της ομάδας έρευνας και εξέλιξης της BMW. Το Clemson θα συνεχίσει την έρευνα πάνω στο πρωτότυπο στο Clemson University International Center for Automotive Research (CU-ICAR), ενώ το αυτοκίνητο έχει προγραμματιστεί να παρουσιαστεί στη CES 2027 στο Λας Βέγκας.

Επομένως, η πραγματική αξία του έργου έγκειται στην ιδέα πίσω από αυτό. Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να είναι κάτι περισσότερο από μια συμβολική συμπληρωματική πηγή σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, όμως η συμβολή της γίνεται ουσιαστική μόνο όταν το ίδιο το όχημα είναι εξαιρετικά ενεργειακά αποδοτικό. Με το εντυπωσιακά χαμηλό βάρος του και την εκτεταμένη ενσωμάτωση ηλιακών κυψελών στο αμάξωμα, το Deep Orange 17 καταδεικνύει αυτή την αρχή με ιδιαίτερα εντυπωσιακό τρόπο.