Toyota está probando una nueva versión de su Prius con panel solar. Pero es poco probable que la energía solar represente más de una fracción de la electricidad que necesitan los vehículos.
Los ingenieros de Toyota estarán revisando nerviosamente el pronóstico del tiempo a finales de mes, cuando la compañía comience a probar su último Prius alimentado por energía solar en Japón. Los paneles solares han estado disponibles en los modelos de producción del coche híbrido enchufable desde 2010, pero este modelo experimental – desarrollado en conjunto con Sharp y NEDO – es un salto adelante. Es la primera iteración de la tecnología que permite que la batería del coche se cargue mientras está en movimiento, y no sólo cuando está aparcado en un lugar soleado.
Toyota no es el único. En junio, Lightyear One presentó un prototipo de su coche eléctrico equipado con energía solar y comenzó a realizar pedidos anticipados de una serie limitada de vehículos por €120.000 (£107.000) cada uno, con entrega en 2021. Pero esto no significa el fin de los viajes a los surtidores de gasolina o a las estaciones de carga. A pesar de su promesa, es poco probable que los paneles solares proporcionen suficiente energía por sí solos para alimentar a cualquier cosa que no sean los viajes más cortos y soleados.
El primer Prius alimentado por energía solar produjo 180 vatios (W) de energía eléctrica por hora con una eficiencia de conversión del 22,5 por ciento de los paneles solares a la célula de la batería, con un alcance de 6,1 km después de un día de carga. No contribuyó en nada a mover el coche, y simplemente impulsó los sistemas internos, como la refrigeración.
El coche de demostración para la nueva edición promete 860W con una eficiencia del 34 por ciento, con Toyota reclamando 44,5km con una carga completa – y 56,3km si se está recargando mientras se conduce. Pero eso no significa que el coche pueda funcionar para siempre mientras esté soleado.
“Afirman que generan 860W mediante células solares, es decir, 1,15 caballos de fuerza, mientras que la potencia total del coche es de 122 caballos de fuerza”, dice Giangiacomo Minak, profesor de ingeniería industrial en la Universidad de Bolonia. En cambio, la batería del coche necesita recargarse desde un punto eléctrico o dejarse al sol durante varias horas antes de un viaje por carretera (muy corto), con los paneles del techo sólo llenando la batería en pequeñas cantidades mientras se conduce – y eso es sólo si hace sol.
Los 860W citados por Toyota sólo se pueden conseguir a pleno sol, por lo que el coche tendrá menos potencia cuando el sol esté bajo o el cielo esté nublado, añade Peter Pudney, profesor de la Universidad de Australia Meridional y presidente del comité técnico del World Solar Challenge, una carrera de coches solares. “Incluso a pleno sol, la energía generada es aproximadamente la mitad de la que se necesita para hacer funcionar un secador de pelo, y no es suficiente para alimentar directamente los motores eléctricos del coche, que consumen hasta 53.000W de potencia al acelerar”, explica. “Así que el coche también tiene una batería que puede almacenar la energía solar recogida durante un día y luego utilizarla durante un corto período de tiempo para ayudar a la conducción. El coche también tiene un motor de gasolina para proporcionar energía cuando la batería está baja”.
Aún así, si el sistema de Toyota funciona, sería posible hacer funcionar un coche completamente con energía solar, aunque sólo para viajes cortos en condiciones específicas, dice Erik Mayer, profesor asociado de la Universidad Estatal de Pittsburg. “Si pudieras sacar 860W del panel solar mientras estás aparcado en el trabajo durante ocho horas, se generaría…. 6,88 kWh”, dice. “Esto podría ser suficiente para cargar completamente su batería mientras está estacionado en el trabajo. Y si su viaje fuera de menos de 12 millas en cada sentido, posiblemente podría hacer funcionar su auto totalmente con energía solar sin necesidad de gasolina adicional o tener que enchufar su auto”. Sin embargo, señala que eso dependería de la eficiencia del cargador de baterías y de si el sol brillaba directamente sobre los paneles, lo que a menudo no es el caso.
Eso puede ser suficiente para ir y volver al trabajo para algunos viajeros – siempre y cuando no se retrasen en el tráfico – pero es un trayecto corto frente a los 3.000 km que recorren los coches impulsados por energía solar para completar el World Solar Challenge, una carrera de resistencia que se celebra cada dos años en Australia y que va de Darwin a Adelaida. Las últimas tres clases de cruceros de los concursos han sido ganadas por estudiantes de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, algunos de los cuales están detrás de Lightyear One.
Esos autos se ven muy diferentes de un vehículo como el Prius. No son realmente coches como normalmente nos imaginamos. Para acomodar más paneles solares, el techo suele ser plano y macizo; para ahorrar energía, están construidos con materiales ultraligeros. “Los monoplazas de la clase Challenger harán el viaje sin necesidad de recargar la red eléctrica”, dice Pudney, y la próxima competición tendrá lugar en octubre de este año. “Los coches de crucero más prácticos llevarán a más de una persona y podrán recargarse desde la parrilla, pero tendrán que recorrer casi 1.200 km sin conectarse. El secreto de este alto rendimiento es que los coches tienen menos del 20 por ciento de la masa de los coches convencionales, y una resistencia aerodinámica mucho menor”.
Los diseños ganadores no dejan mucho espacio para algunas de las comodidades que hemos llegado a asociar con la conducción – la comodidad es una idea de último momento. El Prius, por otro lado, sigue pareciendo un coche normal, y está hecho de materiales estándar aprobados por los reguladores de seguridad – aunque las versiones anteriores fueron prohibidas inicialmente en los EE.UU. porque el cristal del panel solar no se consideraba lo suficientemente resistente para un vehículo.
La película solar del último coche de demostración tiene sólo 0,03 mm de grosor, lo que permite que los paneles solares de Toyota se apliquen en el techo, el capó y el maletero sin añadir mucho peso. El diseño es convincente no sólo porque permite añadir paneles solares a los coches sin cambiar el diseño físico, sino también porque la película solar está cerca de los niveles de eficiencia récord del mundo, dice Pudney. “Son] células de triple unión, es decir, tres células solares encajadas entre sí, en las que cada capa responde a diferentes longitudes de onda de luz”, explica.
Pero todavía no son tan eficientes como los paneles solares estándar más gruesos instalados en el techo de un edificio, dice Pudney. Estos se pueden situar para obtener toda la fuerza del sol y en ángulo para evitar la sombra. Además, los automóviles tienen baterías más pequeñas y es posible que no puedan aprovechar al máximo un día de sol abrasador. “Una vez que la batería de un coche solar está llena, los paneles solares se apagan – no hay ningún otro lugar para que la energía vaya”, señala.
Por supuesto, cualquier energía solar generada es energía que no necesita ser extraída de otra fuente, renovable o de otro tipo. Sólo porque los automóviles no puedan obtener toda su energía del sol, no significa que los paneles solares no sean útiles para reducir la demanda en la red cuando más automóviles se vuelvan eléctricos, dice Minak. “Además, cuanto más energía solar se pone en las baterías, menos energía solar calienta el vehículo”, añade. La energía está ahí, podemos usarla, incluso si es sólo para una pequeña porción de la energía requerida.
Dicho esto, los automóviles que funcionan con energía solar dependerán de mejores baterías que aún no se han desarrollado y del clima soleado que no tenemos, y son menos eficientes que otras formas de propulsar vehículos eléctricos. Además, si el ejemplo de Lightyear es cierto, es posible que sean excepcionalmente caros cuando lleguen.
Y sin embargo, no son una idea totalmente absurda, ya que no sólo podrían ampliar la gama de vehículos eléctricos y reducir la carga en la red a medida que más coches se vuelvan eléctricos, sino que, si se diseñan correctamente, también podrían ayudar a alimentar nuestros hogares. “Si el panel solar está conectado a la red eléctrica, enchufando el coche o colocando el panel en un edificio, la energía solar que no necesita el coche puede utilizarse para otros fines”, dice Pudney. Esto significa que, aunque para la mayoría de nosotros no existan nunca los coches propulsados totalmente por energía solar, si estos ensayos resultan positivos, podríamos tener otra razón para celebrar los días soleados.
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