februari 20, 2022

det ser ut som Batmobile, arbetar med solenergi och kan vara framtiden för bilar

drömmen började 1955, med en liten, leksaksliknande skapelse som heter ”Sunmobile.”Byggd av balsa trä och hobby butik däck, det var bara 15 inches lång. De 12 selen solcellerna som dekorerade sitt yttre producerade mindre hästkrafter än en verklig häst. Men det var ett bevis på ett koncept: solljus ensam kan få ett fordon att springa.

åren gick och drömmen utvecklades till en ombyggd vintage buggy med solpaneler på taket. Sedan en förhärligad cykel, en pensionärs garageprojekt, en racerbil som korsade Mojaveöknen på 51 miles per timme.

det är en dröm om evig rörelse. Resor som inte skadar planeten. Resor som varar så länge solen skiner.

det finns problem med den här drömmen, stora. Moln kommer. Natten faller. Fysikens lagar begränsar hur effektivt solpaneler kan förvandla ljus till energi.

men en start-up hävdar att det har övervunnit dessa problem. Nu, grundarna säger, drömmen kan vara din för så lite som $ 25,900.

Aptera Motors, ett Kaliforniskt företag vars namn kommer från den antika grekiska för ”wingless”, rullar ut den första massproducerade solbilen i år. Det är ett trehjuligt, ultra-aerodynamiskt elfordon täckt av 34 kvadratmeter solceller. Bilen är så effektiv att på en klar dag kan dessa celler ensam ge tillräckligt med energi för att köra ca 40 miles — mer än dubbelt så långt som den genomsnittliga amerikanska pendlingen.

Aptera måste genomgå säkerhetstester innan företaget kan börja distribuera, vilket det hoppas göra i slutet av detta år. Även då är det inte klart att konsumenterna vill köpa något som ser ut som ett kors mellan Batmobile och en beetle. Skuggan av ett första försök, som slutade i konkurs, hänger över grundarna när de växlar upp för att lansera sin nya produkt.

men apteras skapare, Chris Anthony och Steve Fambro, tror att världen behöver en bil som deras. Transport är den största källan till planetuppvärmande föroreningar i USA. Biden-administrationen har prioriterat att minska fordonsutsläppen, och flera stora biltillverkare har lovat att avveckla bilar och lätta lastbilar med förbränningsmotorer.

efter år av drömmar är kanske tiden för att köra på solsken äntligen här.

Solpanelkraft

Anthony och Fambro bestämde sig inte för att bygga ett fordon som kunde köras på solenergi. De ville bara göra en effektivare bil.

brinnande bensin, det visar sig, är inte ett mycket effektivt sätt att resa; så mycket som fyra femtedelar av den energi som produceras av en förbränningsmotor går förlorad som värme, slösas bort för att övervinna vindmotstånd eller förbrukas av bränslepumpar och andra komponenter, enligt Energiavdelningsdata.

helelektriska fordon fungerar mycket bättre, men de är fortfarande inte perfekta. Cirka 10 procent av den energi som går in i dem går förlorad och omvandlar växelström från elnätet till likström för batteriet. Ineffektivitet i drivsystemet äter upp ytterligare 20 procent, och bilen måste fortfarande ta itu med vindmotstånd och friktion, genom regenerativa bromssystem kan minska en del avfall.

från topp till hjul är Aptera utformad för att eliminera så mycket avfall som möjligt. Dess skapare säger att bilen är 13 gånger effektivare än en gasdriven pickup och fyra gånger effektivare än det genomsnittliga elfordonet. Minst 90 procent av kraften som produceras av apteras solpaneler går mot att få fordonet att röra sig, säger företaget.

hur man designar för effektivitet

din webbläsare stöder inte videoelementet.

aerodynamisk form
fordonets kropp-böjd vid näsan, bred längs sidorna och avsmalnande mot bagageutrymmet — är byggd som ett litet, snabbt flygplan. Detta minskar drag, eller kraften av luft som strömmar mot fordonets rörelse.

reducerat drag
apteras undervagn sveper som en Delfins Mage. Detta tjänar till att minska drag som kommer från den turbulenta luften mellan fordonet och marken.

mindre friktion
ingenjörerna testade minst 10 typer av däck för att hitta den med minst ”rullmotstånd” — friktionen som kommer från hjulen mot marken. De valde också att designa bilen med tre däck istället för fyra, vilket eliminerar en beröringspunkt där energi kan gå förlorad.

lättare ram
eftersom lättare bilar kräver mindre energi för att röra sig är Aptera byggd med ultralätta kolkompositer och glasfiber. Dess välvda form, som efterliknar fysiken i ett äggskal, håller den stark som stål. Några av dess delar kan tillverkas på en 3D-skrivare, vilket sänker kostnaderna.

energibesparande interiör
inuti fordonet tas värmen automatiskt bort från bilen medan den parkeras, vilket sänker luftkonditioneringsbelastningen. Elektronik är byggda med ledningar som erbjuder minst motstånd, ultraeffektiva lysdioder och lågeffektdisplayer och ”viloläge” för huvudskärmen när den inte används.

ackumulerad effektivitet
allt detta lägger till en bil som kräver mycket lite bränsle. Aptera använder bara 100 watt timmar energi per mil-ungefär lika mycket som en stationär dator förbrukar på 30 minuter.

Aptera kan laddas på samma sätt som ett vanligt elfordon drivs — genom att helt enkelt ansluta det till ett uttag. Dess extrema effektivitet innebär att bilen kan gå 150 miles efter bara 15 minuter på en vanlig Laddstation.

men en genomsnittlig elbil skulle behöva en solpanel ”storleken på en semi truck” för att gå längre än några miles, sa Fambro. Under tiden kan ett relativt litet antal solceller driva Aptera.

” det fungerar bara om du har ett supereffektivt fordon”, sa Fambro. Men när han och Anthony insåg hur långt solen ensam kunde ta dem, ” det fanns ingen annan plan än att göra det till ett solfordon.”

en soldriven bil, en av världens första, i London 1960.
en soldriven bil, en av världens första, i London 1960.
Aptera Motors VD Chris Anthony, vänster och Steve Fambro med trehjuliga Aptera solar electric vehicle på företagets produktionsdesignanläggning i San Diego.
Aptera Motors VD Chris Anthony, vänster och Steve Fambro med trehjuliga Aptera solar electric vehicle vid företagets produktionsdesignanläggning i San Diego.

vänster: en soldriven bil, en av världens första, i London 1960. RÄTTIGHET: Aptera Motors VD Chris Anthony, vänster och Steve Fambro med trehjuliga Aptera solar electric vehicle på företagets produktionsdesignanläggning i San Diego.

opraktiskt men inspirerande

när det första solfordonet, den lilla Sunmobile, debuterade på en General Motors-mässa för 65 år sedan, var även dess uppfinnare skeptiska till sina utsikter. GM-tjänstemän berättade för tidningen Popular Mechanics att deras skapande var ” ingen praktisk tillämpning på bilindustrin för närvarande.”

men den utmaningen var precis vad som tilltalade den danska äventyraren Hans Tholstrup. Han kände sig skyldig för sina fossilbränsleförstörande exploater-flyger runt om i världen, kör en motorbåt runt Australien — han ville göra något för att gynna planeten.

1982 avslöjade Tholstrup och racerbilföraren Larry Perkins ”The Quiet Achiever” — en båtformad konstruktion med en förare toppad av en 90 kvadratmeter solpanel. Styrsystemet fungerade som en rorkult, och hjulen och bromsarna lånades från en cykel. Äta apelsinskivor för att stanna hydratiserade och camping vid sidan av vägen, de tog 20 dagar att köra 2,560 miles över den australiensiska kontinenten. Deras genomsnittliga hastighet var 15 miles per timme.

Tom Snooks, projektets samordnare, påminde om Tholstrup som jämförde resan till Kittyhawks flygning: opraktiskt men inspirerande och ett tecken på framsteg som kommer. ”Om det kommer att motivera bara en IDE och tanke i utvecklingen av solenergi, ”sade Tholstrup,” då kommer satsningen att ha varit väl värt.”

1987 lanserade Tholstrup ”World Solar Challenge” för att uppmuntra andra att förbättra sin rekord. Snart soltävlingar växte upp runt om i världen, locka konkurrens från både biltillverkare och gymnasieelever. Fordonen utvecklades från Tholstrups ”badkar på hjul” till kulformar till trehjuliga bilar med böjda, vingliknande solpaneler. År 2013 introducerade World Solar Challenge en ”cruiser class” – tävling i ett försök att stimulera utvecklingen av mer kommersiellt livskraftiga fordon.

”det gör en riktigt rolig designutmaning”, säger University of Michigan mekanisk ingenjör Neil Dasgupta, fakultetsrådgivare till skolans mycket dekorerade solbilsteam. ”Och vi har gjort enorma framsteg.”

lagets 2017-fordon, som placerade andra i World Solar Challenge, vägde bara 420 pund och i genomsnitt nästan 50 miles per timme.

solceller täcker huven på det nya Aptera solar electric vehicle.
solceller täcker huven på det nya Aptera solar electric vehicle.

Solbilar måste vara små och snygga, förklarade Dasgupta på grund av ineffektivitet i solpaneler. Fotovoltaiska celler är begränsade i vilka våglängder de kan förvandlas till elektricitet. De fungerar inte bra när de blir heta. Även de bästa solpanelerna omvandlar bara cirka 23 procent av solljuset som träffar dem till energi. Du kan få mycket mer ström snabbare genom att helt enkelt ansluta till en Laddstation.

Total tillit till solenergi utgör också praktiska problem. Det betyder att bilen inte kan parkeras i ett garage eller under ett träd. När batteriet är fullt går all extra energi som träffar solpanelerna förlorad.

”det här är en nisch typ av sak”, säger Timothy Lipman, meddirektör för Transportation Sustainability Research Center vid University of California i Berkeley. Aptera, som rymmer två, skulle inte fungera för en stor familj, en pendlare i molnigt Seattle, en rörmokare som måste släpa runt utrustning.

framsteg inom solbilar kan gynna den bredare bilindustrin, sade Lipman. De kan leda till utveckling av lättare material och göra fallet för ökad effektivitet i elfordon. Tillverkare kan lägga till solpaneler för att öka bilbatterierna. Kanske kommer tekniken att användas i nationalparker och avlägsna militära installationer.

balanseringskortet som ansluts till batteriet för den nya Aptera.
balanseringskortet som ansluts till batteriet för den nya Aptera.

men Lipman tror att det kommer att bli svårt för soldrivna fordon att hitta bred kommersiell framgång. En kinesisk tillverkare sökte fortfarande finansiering för att producera sin prototyp när den stötte på ekonomiska problem förra året. De nederländska mästarna i det första ”cruiser class”-loppet i World Solar Challenge lanserade sin egen start, Lightyear One, och syftar till att starta leveranser av sin stora fyrhjuliga hatchback i slutet av detta år. Ändå sätter Lightyear-bilens prislapp, cirka 180 000 dollar, den utom räckhåll för de flesta köpare.

Anthony och Fambro vet hur lätt det är att misslyckas. Fyra år efter grundandet av Aptera 2006 lämnade de satsningen bland oenighet med andra ledarskapsveteraner inom bilindustrin som ville bygga ett traditionellt fyrhjuligt fordon för att kvalificera sig för federala lån. Men pengarna materialiserades aldrig. Företaget likviderades 2011 och dess immateriella rättigheter såldes.

affärsanalytiker behandlade kollapsen som en fallstudie i farorna med att starta en bilstart. Bilar är dyrare att göra än programvara. Federala regler är svåra att navigera. Konsumenterna är försiktiga med förändring.

men apteras uppfinnare tog en annan lektion från den erfarenheten:” den traditionella designprocessen tillåter inte genombrott, ” sa Fambro. ”Eftersom allt som är ett genombrott ses som något som polariserar, och de tillåter inte polariserande saker att lämna forskningskliniken.”

om Aptera skulle lyckas bestämde de sig för att de inte kunde göra kompromisser för att uppfylla ett federalt krav eller ett marknadsundersökningsföretags rekommendation. De var tvungna att vara villiga att vara annorlunda.

”det är teknikens mars”, sa Anthony innan han omformulerade Apples grundare Steve Jobs. ”Folk vet inte vad de behöver förrän du visar det för dem.”

apteras skapare säger att bilen är fyra gånger effektivare än det genomsnittliga elfordonet.
apteras skapare säger att bilen är fyra gånger effektivare än det genomsnittliga elfordonet.
Aptera kan laddas på samma sätt som ett vanligt elfordon drivs — genom att helt enkelt ansluta det till ett uttag.
Aptera kan laddas på samma sätt som ett vanligt elfordon drivs — genom att helt enkelt ansluta det till ett uttag.

vänster: apteras skapare säger att bilen är fyra gånger effektivare än det genomsnittliga elfordonet. Höger: Aptera kan laddas på samma sätt som ett vanligt elfordon drivs — genom att helt enkelt ansluta det till ett uttag.

’det är så framtiden händer’

efter ett decennium tillbringade bedriver andra satsningar, Aptera skapare köpte tillbaka företaget i 2019 och lanserade en crowdfunding kampanj för att starta utveckling.

deras timing var bra. Elektriska batterier hade blivit mycket billigare och lättare. Solceller hade blivit effektivare. Framsteg inom databehandling gjorde det möjligt för uppfinnarna att simulera fordonen på sina skrivbord, vilket påskyndade designprocessen. Till och med de begränsningar som infördes av koronaviruspandemin sporrade kreativitet, sa Anthony.

när Aptera började ta förbeställningar i December förra året sålde den ut ur sin planerade första sats på 330 fordon på 24 timmar. Nästan 7 500 personer har nu lagt ner insättningar för en bil.

en av dem var Tyler Perkins, den 27-åriga assistentchefen på en liten flygplats i Oklahoma City. En teknik buff som hade följt företaget sedan han var Tonåring, han sade att han drogs till Aptera s ”funky, radikal design” och ville göra en hoppfull satsning på morgondagen.

”de är faktiskt som,” låt oss bygga en futuristisk bil, för om vi inte gör det kommer ingen att”, sa Perkins. ”Och det är så framtiden händer.”

när Aptera började ta förbeställningar i December förra året sålde den ut ur sin planerade första sats på 330 fordon på 24 timmar. Nästan 7 500 personer har nu lagt ner insättningar för bilen.
när Aptera började ta förbeställningar i December förra året sålde den ut ur sin planerade första sats på 330 fordon på 24 timmar. Nästan 7 500 personer har nu lagt ner insättningar för bilen.

oro för klimatförändringar motiverade redan Perkins att bli vegan och driva en hybrid. Han ville byta till ett elfordon, men hans hyreshus erbjuder ingen Laddstation. Sedan kom Aptera på marknaden. Även utan federala skattekrediter (som bara går till fyrhjuliga elfordon) kostar det nästan 10 000 dollar mindre än andra elbilar. Visst är det litet, men allt han behöver är utrymme för sig själv och hans campingutrustning.

”jag tror att det kommer att fungera bra för mig,” sa Perkins, ”som någon som försöker vara så effektiv som möjligt och ha en minimal inverkan på miljön.”

inte varje Aptera-fan passar stereotypen av en ivrig miljöaktivist. Nick Field, en 36-årig revisor i London, dras mer till bilens långa räckvidd och höga prestanda; det kan gå från 0 till 60 mph i 3.5 sekunder och slå topphastigheter på 110 mph. När det gäller honom är apteras låga klimatpåverkan bara en fördel.

”Jag är i kategorin” jag vill njuta av mitt liv”, sa Field. ”Jag gillar bara snabba bilar. … Jag tycker att det är riktigt coolt.”

Anthony erkände att Aptera inte är för alla. Men det har mer överklagande än dess skeptiker ger det kredit för, han sa. Bilens höga effektivitet innebär att den ställer mindre efterfrågan på nätet än vanliga elfordon. Det kan vara idealiskt för leveransbilar och posttjänstfordon, som inte reser långt och spenderar mycket tid på tomgång. Utomhusentusiaster kommer förmodligen att tycka om möjligheten att våga sig långt från laddningsinfrastruktur utan att oroa sig för bränsle. Och tanken att parkera en Aptera i solen och återvända till en bil som har mer bränsle än när du lämnade det — gratis, rent bränsle — är en kraftfull IDE i en tid då världen letar efter omvandling.

”vi ser sol som den främsta drivkraften för vår verksamhet”, sa Anthony. ”Det möjliggör så många saker.”

han betraktade drömmarna som först tänkte på solbilar: Tholstrup levde på orange skivor under sin resa över kontinenten, ingenjörsstudenter byggde racerbilar efter skolan. Han tänkte på de tidiga utvecklarna av elfordon, som hade tro på en framtid som inte körde på gas. Han kom ihåg investerarna som skakade bort från apteras första inkarnation och sa ”Vem ska köpa din konstiga äggformade skapelse?”

” det är samma sak med någon som gör någonting först,” sa Anthony. ”Det är alltid: varför skulle du göra det?”

när Aptera träffar vägen kommer han att få sitt svar.

om den här historien

redigering av Lyndsey Layton, kopieringsredigering av Sue Doyle. Grafik redigering av Monica Ulmanu. Fotoredigering av Olivier Laurent. Design och utveckling av Andrew Braford.

korrigering: i en tidigare version av denna berättelse gav grafiken som visar dragkoefficienterna för olika rörliga objekt en felaktig siffra för en flasknosdelfin. Dess dragkoefficient är 0,01, inte 0,001.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.