Електромобіль на сонячній енергії за підтримки BMW може за день виробляти більше енергії, ніж витрачає на рух
Розроблений Університетом Клемсона спільно з BMW прототип Deep Orange 17 демонструє, наскільки можна знизити енергоспоживання електромобіля завдяки малій масі, ретельно опрацьованій аеродинаміці та інтегрованим у кузов сонячним елементам. За результатами моделювання прототип масою 550 кг може щодня долати 20 км виключно на сонячній енергії та в середньому виробляти її надлишок, достатній ще для 50 км пробігу.
Понад 1 700 сонячних елементів працюють, навіть коли автомобіль припаркований
Восени 2024 року BMW поставила перед магістрантами програми Deep Orange Університету Клемсона запитання: чи може електромобіль протягом типового дня міської експлуатації виробляти більше енергії, ніж витрачає на рух? Їхньою відповіддю став Deep Orange 17, також відомий як Luminetta, — дводверне електричне купе. Науково-дослідна команда BMW працювала разом зі студентами Клемсона, а сама BMW була головним спонсором проєкту.
У зовнішні поверхні автомобіля інтегровано понад 1 700 фотоелектричних елементів, завдяки яким він виробляє енергію як під час руху, так і на стоянці. Сонячну систему розробили спільно з німецьким Інститутом систем сонячної енергетики Фраунгофера ISE. Конструкція дає масиву змогу й далі генерувати електроенергію, навіть коли частина панелей опиняється в тіні.
Розробники змоделювали доступність сонячного світла та умови довкілля в Грінвіллі, Франкфурті, Мадриді й Мумбаї. За умови щоденного пробігу 20 км автомобіль виробляв у середньому для чотирьох локацій достатньо сонячної енергії, щоб компенсувати її споживання під час цієї поїздки та зберегти надлишок, еквівалентний ще приблизно 50 км пробігу.
Інакше кажучи, моделювання свідчить, що зібрана за день сонячна енергія може компенсувати витрати на подолання 20 км і забезпечити ще близько 50 км запасу ходу. Важливо, що ці показники отримано за результатами моделювання, а не реальних дорожніх випробувань у чотирьох містах.
З європейського погляду особливо цікавим є включення Франкфурта, адже воно показує, що систему оцінювали не лише в умовах винятково сонячного клімату. Утім, результат для Франкфурта не можна просто переносити на умови Північної Європи: на виробіток енергії істотно впливають сонячне опромінення, пора року й умови паркування.
Маса 550 кг змінює енергетичне рівняння
Самих лише сонячних панелей було б недостатньо для досягнення таких показників. Deep Orange 17 важить лише 550 кг, тож для розгону й підтримання руху йому потрібно значно менше енергії, ніж сучасному двотонному електромобілю.
Його шасі з різних матеріалів поєднує конструкційну сталь, алюміній, силові елементи з вуглепластику та надруковані на 3D-принтері металеві з’єднання. Сталь використовують передусім для захисту й посилення пасажирської комірки, а легші матеріали допомагають мінімізувати загальну масу.
Під час створення кузова команда також надихалася аеродинамічними властивостями риби-кузовка, обтічна форма якої зменшує опір, зберігаючи об’єм салону. Рекуперативне гальмування, інтелектуальний розподіл крутного моменту й оптимізоване керування силовою установкою додатково підвищують енергоефективність.
Саме маса 550 кг робить цей проєкт особливо переконливим. Низьке енергоспоживання Deep Orange 17 забезпечує не одна технологічна панацея. Сонячні елементи, мала маса, аеродинаміка й системи керування разом зменшують обсяг електроенергії, яку автомобілю потрібно отримувати з мережі.
Характеристики батареї та двигуна поки не розкривають
В оприлюднених BMW і Клемсоном матеріалах не зазначено ємність тягової батареї, потужність електродвигуна, крутний момент, максимальну потужність заряджання чи традиційний запас ходу. Тому прямі порівняння із серійними електромобілями за розгоном або запасом ходу за WLTP мають обмежену цінність. Проєкт покликаний продемонструвати потенціал повсякденної мобільності з позитивним енергетичним балансом, а не встановлювати рекорди динаміки чи запасу ходу.
У цьому й полягає його принципова відмінність від сучасних європейських електромобілів. Виробники зазвичай покладаються на великі батареї для забезпечення значного запасу ходу, тоді як Deep Orange 17 підходить до проблеми з протилежного боку: спочатку мінімізувати потребу автомобіля в енергії, а потім виробляти частину потрібної електроенергії на борту.
Це не прообраз нового BMW
Немає жодних ознак того, що Deep Orange 17 є передвісником майбутньої серійної моделі BMW. Це повністю працездатний дослідний прототип програми Deep Orange Університету Клемсона, створений за участю науково-дослідної команди BMW. Клемсон продовжить дослідження прототипу в Міжнародному центрі автомобільних досліджень Університету Клемсона (CU-ICAR), а автомобіль планують представити на виставці CES 2027 у Лас-Вегасі.
Отже, справжня цінність проєкту полягає в закладеній у ньому ідеї. Сонячна енергія може бути для електромобіля чимось більшим, ніж символічне доповнення, але її внесок стає вагомим лише за виняткової енергоефективності самого автомобіля. Завдяки надзвичайно малій масі та значній площі кузова з інтегрованими сонячними елементами Deep Orange 17 особливо наочно демонструє цей принцип.
