parece Que o Batmóvel, funciona a energia solar, e pode ser o futuro dos carros
O sonho começou em 1955, com uma pequena, toylike a criação do chamado “Sunmobile.”Construído com pneus de madeira balsa e hobby shop, tinha apenas 15 polegadas de comprimento. As 12 células solares de selênio que decoravam seu exterior produziam menos potência do que um cavalo real. Mas era a prova de um conceito: a luz solar sozinha pode fazer um veículo funcionar.
os anos se passaram, e o sonho evoluiu para um buggy Vintage convertido com painéis solares em seu telhado. Em seguida, uma bicicleta glorificada, um projeto de garagem de um aposentado, um carro de corrida que cruzou o deserto de Mojave a 51 milhas por hora.É um sonho de movimento perpétuo. De viagens que não causam danos ao planeta. De viagens que duram enquanto o sol brilha.
há problemas com esse sonho, grandes. Nuvens vêm. A noite cai. As leis da física limitam a eficiência com que os painéis solares podem transformar a luz em energia.
mas uma start-up afirma que superou esses problemas. Agora, dizem seus fundadores, o sonho pode ser seu por apenas US $25.900.Aptera Motors, uma empresa da Califórnia cujo nome vem do grego antigo para “wingless”, está lançando o primeiro carro solar produzido em massa este ano. É um veículo elétrico ultra-aerodinâmico de três rodas coberto por 34 pés quadrados de células solares. O carro é tão eficiente que, em um dia claro, essas células por si só poderiam fornecer energia suficiente para dirigir cerca de 40 milhas — mais do que o dobro da distância do trajeto do americano médio.
o Aptera deve passar por testes de segurança antes que a empresa possa iniciar a distribuição, o que espera fazer até o final deste ano. Mesmo assim, não está claro que os consumidores vão querer comprar algo que pareça um cruzamento entre o Batmóvel e um besouro. A sombra de uma tentativa inicial, que terminou em falência, paira sobre os fundadores enquanto eles se preparam para lançar seu novo produto.Mas os criadores do Aptera, Chris Anthony e Steve Fambro, acham que o mundo precisa de um carro como o deles. O transporte é a maior fonte de poluição do planeta nos Estados Unidos. A administração Biden tornou uma prioridade reduzir as emissões de veículos, e várias grandes montadoras se comprometeram a eliminar gradualmente carros e caminhões leves com motores de combustão interna.
depois de anos sonhando, talvez o tempo para dirigir sob o sol esteja finalmente aqui.
energia do Painel Solar
Anthony e Fambro não se propuseram a construir um veículo que pudesse funcionar com energia solar. Eles só queriam fazer um carro mais eficiente.
a queima de gasolina, ao que parece, não é uma maneira muito eficiente de viajar; até quatro quintos da energia produzida por um motor de combustão interna são perdidos como calor, desperdiçados superando a resistência do vento ou usados por bombas de combustível e outros componentes, de acordo com dados do Departamento de energia.
os veículos totalmente elétricos têm um desempenho muito melhor, mas ainda não são perfeitos. Cerca de 10% da energia que entra neles é perdida convertendo a corrente alternada da rede elétrica em corrente contínua para a bateria. As ineficiências no sistema de acionamento consomem mais 20%, e o carro ainda deve lidar com a resistência ao vento e o atrito, por meio de sistemas de frenagem regenerativa pode reduzir algum desperdício.
de cima para as rodas, o Aptera foi projetado para eliminar o máximo de resíduos possível. Seus criadores dizem que o carro é 13 vezes mais eficiente do que uma caminhonete movida a gás e quatro vezes mais eficiente do que o veículo elétrico médio. Pelo menos 90% da energia produzida pelos painéis solares da Aptera vai para fazer o veículo se mover, diz a empresa.
como projetar para eficiência
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forma aerodinâmica
o corpo do veículo — curvado no nariz, largo ao longo dos lados e afilado em direção ao porta — malas-é construído como uma aeronave pequena e rápida. Isso reduz o arrasto ou a força do ar que flui contra o movimento do veículo.
arrasto reduzido
o material rodante do Aptera oscila como a barriga de um golfinho. Isso serve para reduzir o arrasto que vem do ar turbulento entre o veículo e o solo.
Menos atrito
Os engenheiros testado, pelo menos, 10 tipos de pneu para encontrar o menos “resistência ao rolamento” — o atrito que vem das rodas contra o chão. Eles também optaram por projetar o carro com três pneus, em vez de quatro, eliminando um ponto de contato onde a energia pode ser perdida.
quadro mais leve
porque os carros mais leves exigem menos energia para se mover, o Aptera é construído com compostos de carbono ultra-leves e fibra de vidro. Sua forma arqueada, que imita a física de uma casca de ovo, a mantém forte como aço. Algumas de suas peças podem ser produzidas em uma impressora 3D, reduzindo custos.
interior de poupança de energia
dentro do veículo, o calor é removido automaticamente do carro enquanto estacionado, reduzindo a carga do condicionador de ar. Os eletrônicos são construídos com fios que oferecem a menor resistência, LEDs ultra-eficientes e displays de baixa potência e “modos de suspensão” para a tela principal quando não estão em uso.
eficiências acumuladas
tudo isso se soma a um carro que requer muito pouco combustível. O Aptera usa apenas 100 watts-hora de energia por milha-tanto quanto um computador desktop consome em 30 minutos.
o Aptera pode ser recarregado da mesma forma que um veículo elétrico padrão é alimentado — simplesmente conectando-o a uma tomada. Sua extrema eficiência significa que o carro pode percorrer 150 milhas após apenas 15 minutos em uma estação de carregamento comum.Mas um carro elétrico médio precisaria de um painel solar “do tamanho de um semi-caminhão” para ir mais longe do que algumas milhas, disse a Fambro. Enquanto isso, um número relativamente pequeno de células solares pode impulsionar os Aptera.
“só funciona se você tiver um veículo supereficiente”, disse Fambro. Mas uma vez que ele e Anthony perceberam o quão longe o sol sozinho poderia levá-los, “não havia outro plano a não ser torná-lo um veículo solar.”
esquerda: um carro movido a sol, um dos primeiros do mundo, em Londres em 1960. DIREITO: Os CEOs da Aptera Motors, Chris Anthony, deixaram e Steve Fambro com o veículo elétrico solar Aptera de três rodas na instalação de design de produção da empresa em San Diego.
impraticável,mas inspirador
quando o primeiro veículo solar, o minúsculo Sunmobile, estreou em uma feira comercial da General Motors há 65 anos, até mesmo seus inventores estavam céticos sobre suas perspectivas. Funcionários da GM disseram à revista Popular Mechanics que sua criação não era de ” nenhuma aplicação prática para a indústria automotiva no momento.”
mas esse desafio foi exatamente o que atraiu o aventureiro dinamarquês Hans Tholstrup. Sentindo-se culpado por suas façanhas de guzzling de combustíveis fósseis — voando ao redor do mundo, dirigindo uma lancha pela Austrália — ele queria fazer algo para beneficiar o planeta.
em 1982, o piloto da tholstrup e do carro de corrida Larry Perkins revelou o “The Quiet Achiever” -uma construção em forma de barco, com motorista único, encimada por uma matriz solar de 90 pés quadrados. Um leme serviu como sistema de direção, e as rodas e freios foram emprestados de uma bicicleta. Comendo fatias de laranja para se manter hidratado e acampando ao lado da estrada, eles levaram 20 dias para dirigir 2.560 milhas pelo continente australiano. Sua velocidade média era de 15 milhas por hora.Tom Snooks, o coordenador do projeto, lembrou que a pesquisa comparou a jornada ao voo do Kittyhawk: impraticável, mas inspiradora, e um sinal de avanços por vir. “Se isso motivar apenas mais uma ideia e pensamento no desenvolvimento da energia solar”, disse Tholstrup, ” então o empreendimento terá valido a pena.”
em 1987, Tholstrup lançou o” Desafio Solar mundial ” para encorajar outros a melhorar seu histórico. Logo as corridas solares surgiram em todo o mundo, atraindo a concorrência de fabricantes de Automóveis e estudantes do ensino médio. Os veículos evoluíram da “banheira sobre rodas” de Tholstrup para formas de bala para carros de três rodas com painéis solares curvos e semelhantes a asas. Em 2013, o World Solar Challenge introduziu uma competição” cruiser class ” em um esforço para estimular o desenvolvimento de veículos mais comercialmente viáveis.”É um desafio de design muito divertido”, disse o engenheiro mecânico da Universidade de Michigan Neil Dasgupta, conselheiro do corpo docente da equipe de carros solares altamente decorada da escola. “E fizemos avanços tremendos.”
o veículo da equipe de 2017, que ficou em segundo lugar no World Solar Challenge, pesava apenas 420 libras e tinha uma média de quase 50 Milhas por hora.
os carros solares precisam ser pequenos e elegantes, explicou Dasgupta, por causa das ineficiências nos painéis solares. As células fotovoltaicas são limitadas em que comprimentos de onda podem se transformar em eletricidade. Eles não têm um bom desempenho quando ficam quentes. Mesmo os melhores painéis solares convertem apenas cerca de 23% da luz solar que os atinge em energia. Você pode obter muito mais energia mais rapidamente simplesmente conectando-se a uma estação de carregamento.
a dependência Total da energia solar também apresenta problemas práticos. Isso significa que o carro não pode ser estacionado em uma garagem ou debaixo de uma árvore. Uma vez que a bateria está cheia, qualquer energia adicional que atinge os painéis solares é perdida.”Este é um tipo de nicho”, disse Timothy Lipman, co-diretor do centro de pesquisa de sustentabilidade de transporte da Universidade da Califórnia em Berkeley. O Aptera, que acomoda dois, não funcionaria para uma família numerosa, um viajante em Seattle nublado, um encanador que tem que carregar equipamentos.Avanços em carros solares podem beneficiar a indústria automotiva mais ampla, disse Lipman. Eles podem levar ao desenvolvimento de materiais mais leves e defender uma maior eficiência em veículos elétricos. Os fabricantes podem adicionar painéis solares para aumentar as baterias do carro. Talvez a Tecnologia encontre uso em parques nacionais e instalações militares remotas.
mas Lipman acha que será difícil para os veículos movidos a sol encontrar amplo sucesso comercial. Um fabricante chinês ainda estava buscando financiamento para produzir seu protótipo quando teve problemas financeiros no ano passado. Os campeões holandeses da primeira corrida” cruiser class ” no World Solar Challenge lançaram sua própria start-up, Lightyear One, e visam iniciar as entregas de seu grande hatchback de Quatro Rodas no final deste ano. Ainda assim, o preço Do Carro Lightyear, cerca de US $180.000, o coloca fora do alcance da maioria dos compradores.Anthony e Fambro sabem como é fácil falhar. Quatro anos depois de fundar a Aptera em 2006, eles deixaram o empreendimento em meio a discordâncias com outros veteranos da indústria automobilística que queriam construir um veículo tradicional de quatro rodas para se qualificar para empréstimos federais. Mas o dinheiro nunca se materializou. A empresa foi liquidada em 2011 e sua propriedade intelectual foi vendida.
analistas de negócios trataram o colapso como um estudo de caso nos perigos do lançamento de uma start-up automotiva. Os carros são mais caros do que o software. Os regulamentos federais são difíceis de navegar. Os consumidores desconfiam da mudança.
mas os inventores da Aptera tiraram uma lição diferente dessa experiência:” o processo de design tradicional não permite avanços”, disse Fambro. “Porque qualquer coisa que seja um avanço é vista como algo que está polarizando, e eles não permitem que as coisas polarizadoras saiam da clínica de pesquisa.”Se a Aptera fosse bem-sucedida, eles decidiram que não poderiam fazer compromissos para satisfazer uma exigência federal ou a recomendação de uma empresa de pesquisa de mercado. Eles tinham que estar dispostos a ser diferentes.”Essa é a marcha da tecnologia”, disse Anthony, antes de parafrasear o fundador da Apple, Steve Jobs. “As pessoas não sabem o que precisam até que você mostre a elas.”
esquerda: os criadores da Aptera dizem que o carro é quatro vezes mais eficiente do que o veículo elétrico médio. Direito: o Aptera pode ser recarregado da mesma forma que um veículo elétrico padrão é alimentado — simplesmente conectando-o a uma tomada.
‘é assim que o futuro acontece’
depois de uma década passada perseguindo outros empreendimentos, os criadores da Aptera compraram de volta a empresa em 2019 e lançaram uma campanha de crowdfunding para reiniciar o desenvolvimento.
seu tempo foi bom. As baterias elétricas ficaram muito mais baratas e leves. As células solares tornaram-se mais eficientes. Os avanços na computação permitiram que os inventores simulassem os veículos em seus desktops, acelerando o processo de design. Mesmo as restrições impostas pela pandemia do coronavírus estimularam a criatividade, disse Anthony.
quando a Aptera começou a fazer pré-encomendas em dezembro passado, vendeu seu primeiro lote planejado de 330 veículos em 24 horas. Quase 7.500 pessoas já colocaram depósitos para um carro.
um deles era Tyler Perkins, o gerente assistente de 27 anos de um pequeno aeroporto em Oklahoma City. Um fã de tecnologia que vinha acompanhando a empresa desde adolescente, ele disse que foi atraído pelo “design radical e descolado” da Aptera e queria fazer uma aposta esperançosa no amanhã.
“eles são realmente como, ‘vamos construir um carro futurista, porque se não fizermos isso ninguém vai'”, disse Perkins. “E é assim que o futuro acontece.”
a preocupação com as mudanças climáticas já motivou Perkins a se tornar vegano e dirigir um híbrido. Ele queria mudar para um veículo elétrico, mas seu prédio não oferece estação de carregamento. Então o Aptera entrou no mercado. Mesmo sem créditos fiscais federais (que só vão para veículos elétricos de quatro rodas), custa quase US $10.000 a menos do que outros veículos elétricos. Claro que é pequeno, mas tudo o que ele precisa é de espaço para si e seu equipamento de acampamento.”Acho que vai funcionar muito bem para mim”, disse Perkins, ” como alguém que está tentando ser o mais eficiente possível e ter um impacto mínimo no meio ambiente.”
nem todo fã do Aptera se encaixa no estereótipo de um ambientalista ávido. Nick Field, um contador de 36 anos em Londres, é atraído mais para o longo alcance e alto desempenho do carro; pode ir de 0 a 60 mph em 3.5 segundos e atingir velocidades máximas de 110 mph. No que diz respeito a ele, o baixo impacto climático da Aptera é apenas um benefício marginal.
“estou na categoria de ‘quero aproveitar minha vida'”, disse Field. “Eu gosto de carros rápidos. … Eu acho muito legal.”
Anthony reconheceu que o Aptera não é para todos. Mas tem mais apelo do que seus céticos lhe dão crédito, disse ele. A alta eficiência do carro significa que ele coloca menos demanda na rede do que os veículos elétricos comuns. Pode ser ideal para caminhões de entrega e veículos de Serviço Postal, que não viajam muito e passam muito tempo em marcha lenta. Os entusiastas do ar livre provavelmente gostarão da opção de se aventurar longe de carregar infraestrutura sem se preocupar com combustível. E a noção de estacionar um Aptera ao sol e retornar a um carro que tem mais combustível do que quando você o deixou — combustível limpo e livre — é uma ideia poderosa em um momento em que o mundo está procurando transformação.”Vemos a energia solar como o principal motor do nosso negócio”, disse Anthony. “Permite tantas coisas.”
ele considerou os sonhadores que primeiro conceberam carros solares: Tholstrup subsistindo em fatias de laranja durante sua jornada entre continentes, estudantes de engenharia construindo carros de corrida depois da escola. Ele pensou nos primeiros desenvolvedores de veículos elétricos, que tinham fé em um futuro que não funcionava com gasolina. Ele se lembrou dos investidores que se esquivaram da primeira encarnação do Aptera, dizendo “Quem vai comprar sua estranha criação em forma de ovo?”
“é a mesma coisa com quem faz qualquer coisa primeiro”, disse Anthony. “É sempre: por que você faria isso?”
quando Aptera pegar a estrada, ele terá sua resposta.
sobre esta história
edição por Lyndsey Layton, edição de cópia por Sue Doyle. Edição gráfica por Monica Ulmanu. Edição de fotos por Olivier Laurent. Design e desenvolvimento por Andrew Braford.Correção: em uma versão anterior desta história, o gráfico que descreve os coeficientes de arrasto de vários objetos em movimento deu uma figura incorreta para um golfinho nariz-de-garrafa. Seu coeficiente de arrasto é 0,01, não 0,001.