Скептики, конечно, приведут немало примеров того, как амбициозные проекты по оснащению электромобилей солнечными панелями терпели крах. Скажем, голландский стартап, сейчас известный как Lightyear, обанкротился, едва начав выпуск серийной модели на основе своего «солнечного» прототипа Stella образца 2016 года.
Покупатель без энтузиазма воспринял ценник в 263 000 долларов, предложенный компанией-ноунеймом. Но и не нуждающаяся в представлении Toyota, пытавшаяся еще в 2010-м установить фотоэлектрические панели на свой популярный Prius, позже без объяснения причин свернула эту программу.
И лишь в 2017-м предложила для своего гибрида солнечные элементы в качестве опции. Тем же путем японская компания пошла в 2022 году, когда представила «солнечный купол» исключительно для компактного электрического кроссовера bZ4X. Причины такой осторожности раскрывает элементарная арифметика.
Так, в Китае эта опция, обещающая дополнительные 1750 км пробега в год, обойдется в 20 000 юаней. При цене электроэнергии 1,5 юаня/кВтч, в идеальных условиях автовладельцам потребуется порядка 60 лет, чтобы окупить затраты. Да-да, это не опечатка — более полувека! 99,99% автомобилей столько не живут.
Не случайно Tesla выбрала другой путь, сделав ставку на домашние фотоэлектрические системы накопления энергии, которую можно использовать и для зарядки электромобилей. И это решение выглядит более прагматичным. По крайней мере, на сегодня.
Действительно, площадь кузова автомобиля ограничена и даже если целиком облепить его фотоэлектрическими модулями, выработанной энергии совершенно точно не хватит, чтобы обнулить счета за зарядку тяговой батареи. В лучшем случае, вы немного сэкономите. Бонусом — ощущение того, что кое-что все же удалось получить на халяву. Так стоит ли игра свеч?
Лучик надежды исходит от все более интеллектуальных моделей на новых источниках энергии (NEV). По крайней мере, для них концепция «мобильного распределенного терминала генерации электроэнергии» не выглядит блажью или чисто маркетинговой «заманухой».
Для автовладельцев, которые неделями оставляют свои машины на открытой стоянке, фотоэлектрические модули — это своего рода расширение интеллектуальной системы поддержания заряда, которое позволяет избежать потери энергии и повреждения батареи. А такой сценарий вполне реален, особенно если NEV оснащены видеорегистраторами, которые при включенной камере потребляют от 1 до 3 кВтч за ночь.
Вот тут польза от «солнечного купола» становится очевидной. В режиме длительной парковки энергии, запасенной бортовой фотовольтаикой в солнечную погоду, вполне достаточно, чтобы обеспечить круглосуточное видеонаблюдение, вентиляцию салона, поддержание мультимедиа в режиме ожидания и функционирование другого низковольтного оборудования.
Итак, в автомобильной сфере существует пространство спроса на солнечные батареи, но чтобы его заполнить, важно не ошибиться с выбором носителей таких технологий. Сегодня фотоэлектрические модули — дорогое удовольствие. Их установка утяжелит ценник массовых моделей на 15-20% - слишком ощутимо для покупателей таких машин.
В премиум-сегменте наценка не превысит 10%, что делает ее более приемлемой. Но тут, конечно, важна репутация автомобильной компании. Печальный финал чрезмерно амбициозного стартапа Lightyear — тому подтверждение. Однако желающих освоить новую рыночную нишу немало.
Только китайская Hanergy Holding Group, специализирующаяся в области фотовольтаики, с 2017 года заключила партнерские соглашения с Audi, Bollore и «электрическим» подразделением BAIC. Но недавно весомую заявку на лидерство в сфере «солнечных» технологий представила FAW Group.
«Поднебесной» компании — первой в мире — удалось интегрировать перовскитные фотоэлектрические модули в двухслойное безопасное стекло автомобильного люка. При достаточном освещении прототип способен генерировать в среднем 400 кВтч электроэнергии в течение года. Если же на все стекла и горизонтальные элементы кузова, такие как крыша и капот, нанести перовскитное покрытие, по расчетам, максимальная суточная выработка электроэнергии может достичь 10 кВтч.
Это не то, что позволит забыть раз и навсегда о привязке к электрической зарядной колонке. Тут важнее технология генерации энергии. Перовскит (он же титанат кальция) — достаточно редкая кристаллическая порода, впервые обнаруженная в 1839 году на Урале немецким геологом Густавом Розе и названная им в честь российского сенатора и коллекционера минералов Льва Перовского.
Перовскит с его разнообразной цветовой гаммой не только внешне эффектен. Из него извлекают такие востребованные в современных технологиях металлы, как ниобий и титан. А в фотовольтаике используют так называемые галогенидные перовскиты, гибридные органо-неорганические соединения. Звучит для непосвященного довольно туманно, зато выгоды применения таких веществ очевидны.
Активный слой получают из раствора. Это не только дешевле кремниевых элементов, но и позволяет наносить генерирующее энергию покрытие на поверхности любой кривизны. Кроме того, перовскит светлый тонов прозрачен, а значит его можно напылять на все стекла автомобиля, увеличивая площадь «солнечного купола». Наконец, у перовскитных фотоэлектрических элементов высокий КПД — 27%+.
Есть, разумеется, и оборотная сторона медали. Такие покрытия содержат токсичный свинец и к тому же разрушаются под воздействием влаги, кислорода, а также тепла и света. Для солнечной панели звучит достаточно драматично. Ко всему прочему, качество перовскитных пленок сложно контролировать.
Удалось ли FAW решить эти проблемы? Если да, то новая технология обещает сделать солнечные панели легче и — что крайне важно — дешевле. Возможное заметное снижение цены превратит «солнечные купола» из экзотики в массовый продукт.
Пока ясно одно: автопроизводители не отказались от идеи пустить в ход бесплатную энергию нашей ближайшей звезды. Тут дело не в сиюминутной выгоде, а в обоснованном расчете на скорый технологический прорыв. Фотовольтаика — одно из немногих направлений, имеющих «долгоиграющий» потенциал развития. И, может, именно перовскитные элементы сделают «солнечные автомобили» реальностью. Только не забудьте посчитать, во сколько это обойдется.