úgy néz ki, mint a Batmobile, napenergiával dolgozik, és az autók jövője lehet
az álom 1955-ben kezdődött, egy apró, játékszerű alkotással, a “Sunmobile.”Balsa fából és hobby shop gumiabroncsokból épült, mindössze 15 hüvelyk hosszú volt. A külsejét díszítő 12 szelén napelem kevesebb lóerőt produkált, mint egy tényleges ló. De ez egy koncepció bizonyítéka volt: a napfény önmagában képes vezetni a járművet.
az évek teltek, és az álom átalakított vintage buggyá fejlődött, amelynek tetején napelemek voltak. Aztán egy dicsőített kerékpár, egy nyugdíjas garázsprojektje, egy versenyautó, amely 51 mérföld / óra sebességgel haladt át a Mojave-sivatagon.
ez az örök mozgás álma. Az utazás, amely nem okoz kárt a bolygón. Olyan utazások, amelyek addig tartanak, amíg süt a nap.
problémák vannak ezzel az álommal, nagyok. Felhők jönnek. Leszáll az éj. A fizika törvényei korlátozzák, hogy a napelemek mennyire hatékonyan tudják a fényt energiává alakítani.
de egy induló vállalkozás azt állítja, hogy legyőzte ezeket a problémákat. Alapítói szerint az álom akár 25 900 dollárért is a tiéd lehet.
az Aptera Motors, egy kaliforniai vállalat, amelynek neve az ókori görög “szárny nélküli” szóból származik, ebben az évben dobja piacra az első sorozatgyártású napelemes autót. Ez egy háromkerekű, ultraerodinamikus elektromos jármű, amelyet 34 négyzetméternyi napelem borít. Az autó annyira hatékony, hogy egy tiszta napon ezek a cellák önmagukban elegendő energiát szolgáltathatnak körülbelül 40 mérföld megtételéhez — ez több mint kétszerese az átlagos amerikai ingázásnak.
az Aptera-t biztonsági teszteknek kell alávetni, mielőtt a vállalat megkezdheti a forgalmazást, amelyet reményei szerint ez év végéig megtesz. Még akkor sem világos, hogy a fogyasztók olyan dolgot akarnak-e vásárolni, amely úgy néz ki, mint egy kereszt a Batmobile és a beetle között. A kezdeti kísérlet árnyéka, amely csőddel végződött, az alapítók felett lóg, amikor felkészülnek új termékük piacra dobására.
de az Aptera alkotói, Chris Anthony és Steve Fambro úgy gondolják, hogy a világnak szüksége van egy olyan autóra, mint az övék. A közlekedés a bolygó felmelegedésének legnagyobb forrása az Egyesült Államokban. A Biden-kormány prioritássá tette a járművek károsanyag-kibocsátásának csökkentését, és több nagy autógyártó ígéretet tett arra, hogy fokozatosan megszünteti a belső égésű motorral felszerelt autókat és könnyű teherautókat.
évekig tartó álmodozás után talán végre elérkezett a napsütésben való vezetés ideje.
napelem teljesítmény
Anthony és Fambro nem tűzték ki célul, hogy napenergiával működő járművet építsenek. Csak egy hatékonyabb autót akartak készíteni.
égő benzin, kiderül, nem egy nagyon hatékony módja az utazásnak; az Energiaügyi Minisztérium adatai szerint a belső égésű motorok által termelt energia négyötöde hőveszteséggel, a légellenállás leküzdésével vagy az üzemanyag-szivattyúk és egyéb alkatrészek felhasználásával veszíti el.
a teljesen elektromos járművek sokkal jobban teljesítenek, de még mindig nem tökéletesek. A bennük lévő energia körülbelül 10% – a elvész, ha az elektromos hálózat váltakozó áramát az akkumulátor egyenáramává alakítja. A hajtásrendszer hatékonyságának hiánya további 20 százalékot tesz ki, és az autónak még mindig foglalkoznia kell a szélállósággal és a súrlódással, a regeneratív fékrendszerek révén csökkentheti a hulladék mennyiségét.
a tetejétől a kerekekig az Aptera-t úgy tervezték, hogy a lehető legtöbb hulladékot megszüntesse. A tanulmány készítői szerint az autó 13-szor hatékonyabb, mint egy gázüzemű kisteherautó, és négyszer hatékonyabb, mint egy átlagos elektromos jármű. Az Aptera napelemei által termelt energia legalább 90 százaléka a jármű mozgatására irányul, mondja a cég.
Hogyan tervezzünk a hatékonyság érdekében
az Ön böngészője nem támogatja a videó elemet.
aerodinamikai forma
a jármű teste — az orránál ívelt, az oldalak mentén széles és a csomagtartó felé kúpos — olyan, mint egy kicsi, gyors repülőgép. Ez csökkenti az ellenállást, vagy a jármű mozgása ellen áramló levegő erejét.
csökkentett ellenállás
az Aptera futóműve úgy csap le, mint egy delfin hasa. Ez arra szolgál, hogy csökkentse a jármű és a talaj közötti turbulens levegőből származó ellenállást.
kevesebb súrlódás
a mérnökök legalább 10 féle gumiabroncsot teszteltek, hogy megtalálják a legkisebb “gördülési ellenállású” gumiabroncsot-a súrlódást, amely a kerekekből származik a talajhoz. Azt is választották, hogy az autót négy helyett három gumiabronccsal tervezik meg, kiküszöbölve egy olyan érintkezési pontot, ahol az energia elveszhet.
könnyebb váz
mivel a könnyebb autók kevesebb energiát igényelnek a mozgáshoz, az Aptera ultrakönnyű szén kompozitokkal és üvegszálakkal készül. Íves alakja, amely utánozza a tojáshéj fizikáját,erős, mint acél. Egyes részei 3D nyomtatón is előállíthatók, csökkentve a költségeket.
energiatakarékos belső
a jármű belsejében a hőt automatikusan eltávolítják az autóból, miközben parkolnak, csökkentve a légkondicionáló terhelését. Az elektronika a legkisebb ellenállást biztosító vezetékekkel, rendkívül hatékony LED-ekkel és alacsony fogyasztású kijelzőkkel és “alvó üzemmódokkal” rendelkezik a fő képernyőn, ha nem használja.
felhalmozott hatékonyság
mindez egy olyan autót eredményez, amely nagyon kevés üzemanyagot igényel. Az Aptera mindössze 100 wattóra energiát fogyaszt mérföldenként-körülbelül annyit, mint egy asztali számítógép 30 perc alatt.
az Aptera ugyanúgy tölthető fel, mint egy szokásos elektromos jármű üzemanyaga — egyszerűen dugja be egy konnektorba. Rendkívüli hatékonysága azt jelenti, hogy az autó 150 mérföldet képes megtenni mindössze 15 perc után egy közönséges töltőállomáson.
de egy átlagos elektromos autónak szüksége lenne egy “félig teherautó méretű” napelemre, hogy néhány mérföldnél tovább haladjon-mondta Fambro. Eközben viszonylag kis számú napelem képes meghajtani az Apterát.
“csak akkor működik, ha szuperhatékony járművel rendelkezik”-mondta Fambro. De amint Anthonyval rájöttek, hogy egyedül a nap milyen messzire képes elvinni őket, ” nem volt más terv, mint napelemes járművé tenni.”
balra: napenergiával működő autó, a világ egyik első, Londonban 1960-ban. Jobb: Az Aptera Motors vezérigazgatói Chris Anthony, balra, és Steve Fambro a háromkerekű Aptera napelemes elektromos járművel a vállalat San Diego-i gyártástervező létesítményében.
nem praktikus, de inspiráló
amikor az első napelemes jármű, az apró Sunmobile 65 évvel ezelőtt debütált a General Motors kiállításon, még a feltalálói is szkeptikusak voltak a kilátásaival kapcsolatban. A GM tisztviselői a Popular Mechanics magazinnak elmondták, hogy létrehozásuk ” jelenleg nincs gyakorlati alkalmazás az autóiparban.”
de pontosan ez a kihívás vonzotta Hans Tholstrup Dán kalandort. Bűnösnek érezte magát fosszilis tüzelőanyagokkal való kizsákmányolása miatt — repülve a világ körül, motorcsónakot vezetve Ausztrália körül-tenni akart valamit a bolygó javára.
1982 — ben Tholstrup és Larry Perkins versenyautó-pilóta bemutatta a “The Quiet Achiever”-t-egy hajó alakú, egyvezetős konstrukciót, amelyet egy 90 négyzetméteres napelem tömb tetején helyeztek el. A kormányrúd kormányrendszerként szolgált,a kerekeket és a fékeket pedig kerékpárból kölcsönözték. Narancs szeleteket fogyasztva, hogy hidratáltak maradjanak, és az út szélén táborozzanak, 20 napot vettek igénybe, hogy 2560 mérföldet vezessenek az ausztrál kontinensen. Átlagos sebességük 15 mérföld / óra volt.
Tom Snooks, a projekt koordinátora felidézte, hogy Tholstrup az utazást a Kittyhawk repüléséhez hasonlította: nem praktikus, de inspiráló, és az eljövendő előrelépések jele. “Ha ez csak még egy ötletet és gondolatot motivál a napenergia fejlesztésében” – mondta Tholstrup -, akkor a vállalkozás megéri.”
1987-ben Tholstrup elindította a “World Solar Challenge” – et, hogy másokat ösztönözzön a rekord javítására. Hamarosan napkollektoros versenyek jelentek meg az egész világon, vonzva a versenyt az autógyártók és a középiskolás diákok számára egyaránt. A járművek tholstrup “kerekes fürdőkádjától” golyóformákon át ívelt, szárnyszerű napelemekkel ellátott háromkerekű autókig fejlődtek. 2013-ra a World Solar Challenge “cruiser osztály” versenyt vezetett be annak érdekében, hogy ösztönözze a kereskedelmileg életképesebb járművek fejlesztését.
“ez egy igazán szórakoztató tervezési kihívást jelent” – mondta Neil Dasgupta, a Michigani Egyetem gépészmérnöke, az iskola magasan díszített napelemes csapatának oktatói tanácsadója. “Óriási előrelépéseket tettünk.”
a csapat 2017-es járműve, amely a második helyet szerezte meg a World Solar Challenge-ben, mindössze 420 fontot nyomott, és átlagosan majdnem 50 mérföld / óra volt.
a napelemes autóknak kicsinek és karcsúnak kell lenniük, magyarázta Dasgupta, a napelemek hatékonyságának hiánya miatt. A fotovoltaikus cellák korlátozottak abban, hogy milyen hullámhosszon tudnak villamos energiává válni. Nem teljesítenek jól, ha felforrósodnak. Még a legjobb napelemek is csak az őket érő napfény körülbelül 23% – át alakítják energiává. Sokkal több energiát kaphat gyorsabban, ha egyszerűen csatlakozik egy töltőállomáshoz.
a napenergiára való teljes támaszkodás gyakorlati problémákat is felvet. Ez azt jelenti, hogy az autó nem parkolhat garázsban vagy fa alatt. Miután az akkumulátor megtelt, minden további energia, amely eléri a napelemeket, elvész.
“ez egy niche fajta dolog” -mondta Timothy Lipman, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem közlekedési fenntarthatósági Kutatóközpontjának társigazgatója. Az Aptera, amely két helyet foglal el, nem működne egy nagy család számára, ingázó felhős Seattle-ben, vízvezeték-szerelő, akinek felszerelést kell cipelnie.
a napelemes autók fejlődése előnyös lehet a szélesebb autóipar számára-mondta Lipman. Ezek könnyebb anyagok kifejlesztéséhez vezethetnek, és nagyobb hatékonyságot eredményezhetnek az elektromos járművekben. A gyártók napelemeket adhatnak hozzá az autó akkumulátorainak növeléséhez. Talán a technológiát nemzeti parkokban és távoli katonai létesítményekben fogják használni.
de Lipman úgy véli, hogy a napenergiával működő járművek számára nehéz lesz széles körű kereskedelmi sikert elérni. Egy kínai gyártó még mindig finanszírozást keresett prototípusának előállításához, amikor tavaly pénzügyi problémákba ütközött. A World Solar Challenge első “cruiser class” versenyének Holland bajnokai elindították saját start-upjukat, a Lightyear One-t, és célja, hogy az év végén megkezdje nagy, négykerekű ferdehátú szállítását. Ennek ellenére a Lightyear autó ára, körülbelül 180 000 dollár, A legtöbb vásárló számára elérhetetlenné teszi.
Anthony és Fambro tudják, milyen könnyű elbukni. Négy évvel az Aptera 2006-os alapítása után más vezetőkkel — az autóipar veteránjaival-való nézeteltérés közepette hagyták el a vállalkozást, akik hagyományos négykerekű járművet akartak építeni a szövetségi kölcsönök megszerzéséhez. De a pénz soha nem valósult meg. A céget 2011-ben felszámolták, szellemi tulajdonát pedig eladták.
az üzleti elemzők az összeomlást esettanulmányként kezelték az autóipari start-up elindításának veszélyeiben. Az autók gyártása drágább, mint a szoftver. A szövetségi szabályozásban nehéz navigálni. A fogyasztók félnek a változástól.
de az Aptera feltalálói más leckét vettek ebből a tapasztalatból: “a hagyományos tervezési folyamat nem teszi lehetővé az áttörést” – mondta Fambro. “Mert bármi, ami áttörést jelent, polarizálódásnak tekinthető, és nem engedik, hogy a polarizáló dolgok kilépjenek a kutatási klinikáról.”
ha az Aptera sikeres lesz, úgy döntöttek, hogy nem tudnak kompromisszumokat kötni egy szövetségi követelmény vagy egy piackutató cég ajánlásának kielégítésére. Hajlandónak kellett lenniük arra, hogy mások legyenek.
“ez a technológia menete” – mondta Anthony, mielőtt átfogalmazta az Apple alapítóját, Steve Jobsot. “Az emberek nem tudják, mire van szükségük, amíg meg nem mutatod nekik.”
balra: az Aptera alkotói szerint az autó négyszer hatékonyabb, mint az átlagos elektromos jármű. Jobbra: az Aptera ugyanúgy tölthető fel, mint egy szokásos elektromos jármű üzemanyaga — egyszerűen dugja be egy konnektorba.
‘így történik a jövő’
egy évtized után, amelyet más vállalkozások folytatásával töltöttek, az Aptera alkotói 2019-ben visszavásárolták a céget, és közösségi finanszírozási kampányt indítottak a fejlesztés újraindítására.
időzítésük jó volt. Az elektromos akkumulátorok sokkal olcsóbbak és könnyebbek lettek. A napelemek hatékonyabbá váltak. A számítástechnika fejlődése lehetővé tette a feltalálók számára, hogy szimulálják a járműveket asztali számítógépükön, felgyorsítva a tervezési folyamatot. Még a koronavírus-járvány által bevezetett korlátozások is ösztönözték a kreativitást-mondta Anthony.
amikor az Aptera tavaly decemberben elkezdte az előrendeléseket, a tervezett 330 járműből álló első tételből 24 óra alatt elfogyott. Csaknem 7500 ember tett le betéteket egy autóért.
egyikük Tyler Perkins, az Oklahoma City-i kis repülőtér 27 éves igazgatóhelyettese volt. Egy technológiai rajongó, aki tinédzser kora óta követte a céget, azt mondta, hogy vonzza az Aptera “funky, radikális kialakítása”, és reményteljes fogadást akart tenni a holnapra.
“valójában azt mondják:” építsünk egy futurisztikus autót, mert ha nem csináljuk meg, senki sem fogja megtenni ” – mondta Perkins. “Így történik a jövő.”
az éghajlatváltozás miatti aggodalom már arra ösztönözte Perkins-t, hogy vegán legyen és hibridet vezessen. Elektromos járműre akart váltani, de lakóháza nem kínál töltőállomást. Aztán az Aptera megjelent a piacon. Szövetségi adójóváírás nélkül is (amely csak a négykerekű elektromos járművekre vonatkozik) csaknem 10 000 dollárral kerül kevesebbe, mint más EV-k. Persze, hogy kicsi, de csak Hely kell neki és a kempingfelszerelésének.
“azt hiszem, ez nagyszerűen fog működni számomra” – mondta Perkins -, mint olyan ember, aki a lehető leghatékonyabb és minimális hatással van a környezetre.”
nem minden Aptera rajongó felel meg a lelkes környezetvédő sztereotípiájának. Nick Field, egy 36 éves londoni könyvelő jobban vonzza az autó nagy hatótávolságát és nagy teljesítményét; 0-tól 60 mph-ig terjedhet 3-ban.5 másodperc, és a hit végsebessége 110 mph. Ami őt illeti, az Aptera alacsony éghajlati hatása csak egy kis haszon.
“a következő kategóriába tartozom:” élvezni akarom az életemet ” – mondta Field. “Szeretem a gyors autókat. … Szerintem nagyon klassz.”
Anthony elismerte, hogy az Aptera nem mindenkinek való. De ez több fellebbezést, mint a szkeptikusok adnak neki hitelt, ő mondta. Az autó nagy hatékonysága azt jelenti, hogy kevesebb igényt támaszt a hálózatra, mint a hagyományos elektromos járművek. Ideális lehet szállító teherautók és postai járművek számára, amelyek nem utaznak messzire, és sok időt töltenek alapjáraton. A szabadtéri rajongóknak valószínűleg tetszeni fog az a lehetőség, hogy messze merészkedjenek az infrastruktúra töltésétől anélkül, hogy aggódnának az üzemanyag miatt. És az a gondolat, hogy egy Aptera — t a napon parkolunk, és visszatérünk egy olyan autóhoz, amely több üzemanyagot tartalmaz, mint amikor elhagytuk — ingyenes, tiszta üzemanyag -, erőteljes ötlet egy olyan időben, amikor a világ átalakulást keres.
“úgy látjuk, hogy a napenergia az üzleti tevékenységünk fő mozgatórugója” – mondta Anthony. “Olyan sok mindent lehetővé tesz.”
úgy vélte, hogy az álmodozók, akik először fogant napelemes autók: Tholstrup fennmaradt narancs szeletek során Cross-kontinens utazás, mérnöki diákok épület versenyautók iskola után. Az elektromos járművek korai fejlesztőire gondolt, akik hittek egy olyan jövőben, amely nem gázzal működik. Emlékezett azokra a befektetőkre, akik elriadtak az Aptera első inkarnációjától, mondván: “Ki fogja megvásárolni a furcsa tojás alakú alkotásodat?”
“ugyanez a helyzet bárkivel, aki először csinál valamit” – mondta Anthony. “Mindig ez van: Miért tennéd ezt?”
amikor Aptera útnak indul, megkapja a választ.
a történetről
Szerkesztés: Lyndsey Layton, másolás szerkesztése: Sue Doyle. Grafikus szerkesztő: Monica Ulmanu. Képszerkesztő: Olivier Laurent. Tervezés és fejlesztés: Andrew Braford.
javítás: a történet egy korábbi változatában a különböző mozgó tárgyak húzási együtthatóit ábrázoló grafika helytelen ábrát adott egy palackorrú delfinre. Húzási együtthatója 0,01, nem 0,001.