arată ca Batmobilul, funcționează pe energia solară și ar putea fi viitorul mașinilor
visul a început în 1955, cu o creație minusculă, asemănătoare jucăriilor, numită „Sunmobile”.”Construit din lemn de balsa și anvelope hobby shop, avea doar 15 inci lungime. Cele 12 celule solare de seleniu care i-au decorat exteriorul au produs mai puțini cai putere decât un cal real. Dar a fost dovada unui concept: lumina soarelui singur poate face un vehicul să funcționeze.
anii au continuat, iar visul a evoluat într-un buggy vintage convertit cu panouri solare pe acoperiș. Apoi o bicicletă glorificată, un proiect de garaj al unui pensionar, o mașină de curse care traversa Deșertul Mojave cu 51 de mile pe oră.
este un vis de mișcare perpetuă. De călătorie care nu dăunează planetei. De călătorii care durează atâta timp cât soarele strălucește.
există probleme cu acest vis, cele mari. Norii vin. Noaptea cade. Legile fizicii limitează cât de eficient panourile solare pot transforma lumina în energie.
dar un start-up susține că a depășit aceste probleme. Acum, spun fondatorii săi, visul poate fi al tău pentru doar 25.900 de dolari.
Aptera Motors, o companie din California al cărei nume provine din greaca antică pentru „fără aripi”, lansează prima mașină solară produsă în serie în acest an. Este un vehicul electric cu trei roți, ultra-aerodinamic, acoperit în 34 de metri pătrați de celule solare. Mașina este atât de eficientă încât, într — o zi senină, numai acele celule ar putea furniza suficientă energie pentru a conduce aproximativ 40 de mile-mai mult de două ori distanța față de naveta americană medie.
Aptera trebuie să facă teste de siguranță înainte ca compania să poată începe distribuția, ceea ce speră să facă până la sfârșitul acestui an. Chiar și atunci, nu este clar că consumatorii vor dori să cumpere ceva care arată ca o încrucișare între Batmobile și un beetle. Umbra unei încercări inițiale, care s-a încheiat cu faliment, atârnă peste fondatori în timp ce se pregătesc să lanseze noul lor produs.
dar creatorii Apterei, Chris Anthony și Steve Fambro, cred că lumea are nevoie de o mașină ca a lor. Transportul este cea mai mare sursă de poluare a încălzirii planetei din Statele Unite. Administrația Biden a făcut din reducerea emisiilor vehiculelor o prioritate, iar mai mulți producători auto majori s-au angajat să elimine treptat mașinile și camioanele ușoare cu motoare cu combustie internă.
după ani de vis, poate că timpul pentru a conduce pe soare este în sfârșit aici.
panou Solar
Anthony și Fambro nu și-au propus să construiască un vehicul care să poată funcționa cu energie solară. Au vrut doar să facă o mașină mai eficientă.
arderea benzinei, se pare, nu este un mod foarte eficient de a călători; până la patru cincimi din energia produsă de un motor cu ardere internă se pierde sub formă de căldură, irosită depășind rezistența la vânt sau consumată de pompele de combustibil și alte componente, potrivit datelor Departamentului de energie.
vehiculele electrice funcționează mult mai bine, dar încă nu sunt perfecte. Aproximativ 10% din energia care intră în ele se pierde transformând curentul alternativ din rețeaua electrică în curent continuu pentru baterie. Ineficiențele din sistemul de acționare consumă încă 20%, iar mașina trebuie să se ocupe în continuare de rezistența la vânt și frecare, prin sistemele de frânare regenerativă pot reduce unele deșeuri.
de sus până la roți, Aptera este concepută pentru a elimina cât mai multe deșeuri posibil. Creatorii săi spun că mașina este de 13 ori mai eficientă decât o camionetă cu gaz și de patru ori mai eficientă decât vehiculul electric mediu. Cel puțin 90% din energia produsă de panourile solare Aptera merge spre a face vehiculul să se miște, spune compania.
cum de a proiecta pentru eficiență
browserul dvs. nu acceptă elementul video.
forma aerodinamică
corpul vehiculului-curbat la nas, lat de — a lungul laturilor și conic spre portbagaj-este construit ca un avion mic, rapid. Acest lucru reduce rezistența sau forța aerului care curge împotriva mișcării vehiculului.
tracțiune redusă
trenul de rulare al Apterei se năpustește ca burta unui delfin. Acest lucru servește la reducerea rezistenței care provine din aerul turbulent dintre vehicul și sol.
mai puțină frecare
inginerii au testat cel puțin 10 tipuri de anvelope pentru a găsi cea cu cea mai mică „rezistență la rulare” — frecarea care vine de la roți împotriva solului. De asemenea, au optat pentru proiectarea mașinii cu trei anvelope, în loc de patru, eliminând un punct de atingere în care se poate pierde energie.
cadru mai ușor
deoarece mașinile mai ușoare necesită mai puțină energie pentru a se deplasa, Aptera este construită cu compozite de carbon ultra-ușoare și fibră de sticlă. Forma sa arcuită, care imită fizica unei coji de ouă, o menține puternică ca oțelul. Unele dintre piesele sale pot fi produse pe o imprimantă 3d, reducând costurile.
interior cu economie de energie
în interiorul vehiculului, căldura este scoasă automat din mașină în timp ce este parcată, scăzând sarcina aparatului de aer condiționat. Electronica este construită cu fire care oferă cea mai mică rezistență, LED-uri ultra-eficiente și afișaje cu putere redusă și „moduri de repaus” pentru ecranul principal atunci când nu este utilizat.
eficiența acumulată
toate acestea se adaugă la o mașină care necesită foarte puțin combustibil. Aptera folosește doar 100 de wați-oră de energie pe milă — cam cât consumă un computer desktop în 30 de minute.
Aptera poate fi reîncărcată în același mod în care este alimentat un vehicul electric standard — prin simpla conectare la o priză. Eficiența sa extremă înseamnă că mașina poate parcurge 150 de mile după doar 15 minute la o stație de încărcare obișnuită.
dar o mașină electrică medie ar avea nevoie de un panou solar „de dimensiunea unui camion semi” pentru a merge mai departe de câțiva kilometri, a spus Fambro. Între timp, un număr relativ mic de celule solare poate propulsa Aptera.
„funcționează numai dacă aveți un vehicul super-eficient”, a spus Fambro. Dar odată ce el și Anthony și-au dat seama cât de departe îi poate duce soarele singur, „nu exista alt plan decât să-l facem un vehicul solar.”
stânga: o mașină alimentată de soare, una dintre primele din lume, la Londra în 1960. Dreapta: CEO-ul Aptera Motors, Chris Anthony, stânga, și Steve Fambro cu vehiculul electric solar Aptera cu trei roți la instalația de proiectare a producției companiei din San Diego.
nepractic, dar inspirațional
când primul vehicul solar, micul Sunmobile, a debutat la o expoziție comercială General Motors în urmă cu 65 de ani, chiar și inventatorii săi au fost sceptici cu privire la perspectivele sale. Oficialii GM au declarat pentru revista Popular Mechanics că crearea lor nu are ” nicio aplicație practică în industria auto în prezent.”
dar această provocare a fost exact ceea ce l-a atras pe aventurierul danez Hans Tholstrup. Simțindu-se vinovat pentru exploatările sale de combustibil fosil — zburând în jurul lumii, conducând o barcă cu motor în jurul Australiei — a vrut să facă ceva în beneficiul planetei.
în 1982, Tholstrup și șoferul de curse Larry Perkins au dezvăluit „The Quiet Achiever” — o construcție în formă de barcă, cu un singur șofer, acoperită de o matrice solară de 90 de metri pătrați. Un Timon a servit ca sistem de direcție, iar roțile și frânele au fost împrumutate de la o bicicletă. Mâncând felii de portocale pentru a rămâne hidratat și campând pe marginea drumului, au luat 20 de zile pentru a conduce 2.560 de mile pe continentul Australian. Viteza lor medie a fost de 15 mile pe oră.
Tom Snooks, coordonatorul proiectului, și-a amintit de Tholstrup comparând călătoria cu zborul Kittyhawk: nepractic, dar inspirațional și un semn al avansurilor viitoare. „Dacă va motiva încă o idee și o gândire în dezvoltarea energiei solare”, a spus Tholstrup, ” atunci proiectul va fi meritat.”
în 1987, Tholstrup a lansat „World Solar Challenge” pentru a-i încuraja pe alții să-și îmbunătățească recordul. Curând, cursele solare au apărut pe tot globul, atrăgând concurența producătorilor de mașini și a elevilor de liceu deopotrivă. Vehiculele au evoluat de la „cada pe roți” a lui Tholstrup la forme de glonț la mașini cu trei roți cu matrice solare curbate, asemănătoare aripilor. Până în 2013, World Solar Challenge a introdus o competiție „cruiser class” într-un efort de a stimula dezvoltarea vehiculelor mai viabile din punct de vedere comercial.
„este o provocare de design foarte distractivă”, a declarat inginerul mecanic al Universității din Michigan, Neil Dasgupta, consilier al Facultății echipei de mașini solare foarte decorate a școlii. „Și am făcut progrese extraordinare.”
vehiculul echipei din 2017, care s-a clasat pe locul al doilea în World Solar Challenge, a cântărit doar 420 de lire sterline și a avut o medie de aproape 50 de mile pe oră.
mașinile solare trebuie să fie mici și elegante, a explicat Dasgupta, din cauza ineficiențelor panourilor solare. Celulele fotovoltaice sunt limitate în ce lungimi de undă se pot transforma în electricitate. Nu se comportă bine când se încălzesc. Chiar și cele mai bune panouri solare convertesc doar aproximativ 23% din lumina soarelui care le lovește în energie. Puteți obține mult mai multă putere mai rapid prin simpla conectare la o stație de încărcare.
dependența totală de energia solară ridică, de asemenea, probleme practice. Aceasta înseamnă că mașina nu poate fi parcată într-un garaj sau sub un copac. Odată ce bateria este plină, orice energie suplimentară care lovește panourile solare se pierde.
„acesta este un fel de lucru de nișă”, a declarat Timothy Lipman, co-director al Centrului de cercetare a sustenabilității transporturilor de la Universitatea California din Berkeley. Aptera, care are două locuri, nu ar funcționa pentru o familie numeroasă, un navetist în Seattle înnorat, un instalator care trebuie să poarte echipamente.
progresele în mașinile solare ar putea aduce beneficii industriei auto mai largi, a spus Lipman. Acestea ar putea duce la dezvoltarea de materiale mai ușoare și să facă caz pentru o mai mare eficiență în vehicule electrice. Producătorii ar putea adăuga panouri solare pentru a mări bateriile auto. Poate că tehnologia va fi folosită în parcurile naționale și în instalațiile militare îndepărtate.
dar Lipman crede că va fi dificil pentru vehiculele alimentate de soare să găsească un succes comercial larg. Un producător chinez încă căuta finanțare pentru a-și produce prototipul când a întâmpinat probleme financiare anul trecut. Campionii olandezi ai primei curse „cruiser class” din World Solar Challenge și-au lansat propriul start-up, Lightyear One, și își propun să înceapă livrările hatchback-ului lor mare, cu patru roți, la sfârșitul acestui an. Totuși, prețul mașinii Lightyear, aproximativ 180.000 de dolari, îl pune la îndemâna majorității cumpărătorilor.
Anthony și Fambro știu cât de ușor este să eșuezi. La patru ani de la fondarea Aptera în 2006, au părăsit întreprinderea pe fondul dezacordului cu alți veterani ai industriei auto care doreau să construiască un vehicul tradițional cu patru roți pentru a se califica pentru împrumuturi federale. Dar banii nu s-au materializat niciodată. Compania a fost lichidată în 2011, iar proprietatea sa intelectuală a fost vândută.
analiștii de afaceri au tratat prăbușirea ca un studiu de caz în pericolele lansării unui start-up auto. Mașinile sunt mai scumpe decât software-ul. Reglementările federale sunt dificil de navigat. Consumatorii se tem de schimbare.
dar inventatorii Aptera au luat o lecție diferită de această experiență: „procesul tradițional de proiectare nu permite descoperiri”, a spus Fambro. „Pentru că orice este o descoperire este văzut ca ceva care polarizează și nu permit lucrurilor polarizante să iasă din Clinica de cercetare.”
dacă Aptera avea să reușească, au decis, nu puteau face compromisuri pentru a satisface o cerință federală sau recomandarea unei firme de cercetare de piață. Trebuiau să fie dispuși să fie diferiți.
„acesta este marșul tehnologiei”, a spus Anthony, înainte de a-l parafraza pe fondatorul Apple, Steve Jobs. „Oamenii nu știu ce au nevoie până nu le arăți.”
stânga: creatorii Aptera spun că mașina este de patru ori mai eficientă decât vehiculul electric mediu. Corect: Aptera poate fi reîncărcată în același mod în care este alimentat un vehicul electric standard — prin simpla conectare la o priză.
‘așa se întâmplă viitorul’
după un deceniu petrecut în alte proiecte, creatorii Aptera au cumpărat compania în 2019 și au lansat o campanie de crowdfunding pentru a reporni dezvoltarea.
timpul lor a fost bun. Bateriile electrice au devenit mult mai ieftine și mai ușoare. Celulele solare au devenit mai eficiente. Progresele în calcul au permis inventatorilor să simuleze vehiculele pe desktop-urile lor, accelerând procesul de proiectare. Chiar și constrângerile impuse de pandemia coronavirusului au stimulat creativitatea, a spus Anthony.
când Aptera a început să facă precomenzi în decembrie anul trecut, a vândut primul lot planificat de 330 de vehicule în 24 de ore. Aproape 7.500 de oameni au depus acum depozite pentru o mașină.
unul dintre ei a fost Tyler Perkins, asistentul managerului de 27 de ani al unui mic aeroport din Oklahoma City. Un pasionat de tehnologie care a urmărit compania de când era adolescent, a spus că a fost atras de „designul funky și radical” al Aptera și a vrut să facă un pariu plin de speranță pe mâine.
„ei sunt de fapt,” să construim o mașină futuristă, pentru că dacă nu o facem nimeni nu o va face”, a spus Perkins. „Și așa se întâmplă viitorul.”
îngrijorarea cu privire la schimbările climatice l-a motivat deja pe Perkins să devină vegan și să conducă un hibrid. El a vrut să treacă la un vehicul electric, dar blocul său de apartamente nu oferă nicio stație de încărcare. Apoi Aptera a venit pe piață. Chiar și fără credite fiscale federale (care merg doar la vehiculele electrice cu patru roți) costă cu aproape 10.000 de dolari mai puțin decât alte vehicule electrice. Sigur că este mic, dar tot ce are nevoie este spațiu pentru el și echipamentul său de camping.
„cred că va funcționa excelent pentru mine”, a spus Perkins, „ca cineva care încearcă să fie cât mai eficient posibil și să aibă un impact minim asupra mediului.”
nu orice fan Aptera se potrivește stereotipului unui Ecologist avid. Nick Field, un contabil în vârstă de 36 de ani din Londra, este atras mai mult de autonomia lungă și de performanțele ridicate ale mașinii; poate merge de la 0 la 60 mph în 3.5 secunde și a lovit viteze maxime de 110 mph. În ceea ce-l privește, impactul climatic scăzut al Apterei este doar un beneficiu marginal.
„sunt în categoria” vreau să mă bucur de viața mea”, a spus Field. „Îmi plac mașinile rapide. … Cred că este foarte cool.”
Anthony a recunoscut că Aptera nu este pentru toată lumea. Dar are mai mult apel decât scepticii săi îi acordă credit, a spus el. Eficiența ridicată a mașinii înseamnă că pune mai puțină cerere pe rețea decât vehiculele electrice obișnuite. Ar putea fi ideal pentru camioane de livrare și vehicule de servicii poștale, care nu călătoresc departe și petrec mult timp la ralanti. Pasionații de aer liber vor dori probabil opțiunea de a se aventura departe de a încărca infrastructura fără să se îngrijoreze de combustibil. Iar noțiunea de a parca o Aptera la soare și de a te întoarce la o mașină care are mai mult combustibil decât atunci când ai lăsat — o — combustibil liber și curat-este o idee puternică într-un moment în care lumea caută transformare.
„vedem energia solară ca principalul motor al afacerii noastre”, a spus Anthony. „Permite atât de multe lucruri.”
el i-a considerat pe visătorii care au conceput pentru prima dată mașinile solare: Tholstrup subzistă pe felii de portocale în timpul călătoriei sale pe continent, studenții de inginerie construind mașini de curse după școală. El s-a gândit la primii dezvoltatori de vehicule electrice, care aveau încredere într-un viitor care nu funcționa pe gaz. Și-a amintit de investitorii care s-au ferit de prima încarnare a Apterei, spunând „Cine va cumpăra creația ta ciudată în formă de ou?”
„este același lucru cu oricine face ceva mai întâi”, a spus Anthony. „Este întotdeauna: de ce ai face asta?”
când Aptera lovește drumul, va avea răspunsul său.
despre această poveste
editare de Lyndsey Layton, editare copie de Sue Doyle. Editare grafică de Monica Ulmanu. Editare foto de Olivier Laurent. Proiectare și dezvoltare de Andrew Braford.
corecție: într-o versiune anterioară a acestei povești, graficul care descrie coeficienții de tracțiune ai diferitelor obiecte în mișcare a dat o cifră incorectă pentru un delfin bottlenose. Coeficientul său de tracțiune este de 0,01, nu de 0,001.