Článek
Čtete ukázku z newsletteru TechMIX, ve kterém Pavel Kasík a Matouš Lázňovský každou středu přinášejí hned několik komentářů a postřehů ze světa vědy a nových technologií. Pokud vás TechMIX zaujme, přihlaste se k jeho odběru!
V jednom newsletteru není prostor rozebírat všechny aspekty elektromobility, a tak si řekneme rovnou, že nejsem v tomto ohledu velkým skeptikem. Největší nevýhodou elektromobilů pro běžného uživatele je dnes podle mého názoru cena.
Nedokážu si tedy představit, že by se současný trend relativně rychlého vytlačování spalovacích motorů nějak změnil. I přesto, že současné baterie mohou hořet, jsou drahé a v dohledné době nedokážou poskytnout elektromobilům takový dojezd jako bytelná nádrž na 70 litrů nafty či benzínu.
Ale vozy na elektřinu mohou nabídnout něco jiného. Jedna možnost, která mě osobně láká, je pomalé cestování „pouze na slunce“ (nu ano, přiznávám, že silným zážitkem z letošního putování po Evropě byly i ceny paliv). Tedy takové prázdninové popojíždění mezi zajímavými místy v rámci jednoho regionu či oblasti, občas s nějakou jedno- či vícedenní přestávkou. Taková nízkorozpočtová „grand tour“.
O jednom vozu, který by si měl vystačit z velké míry pouze se sluncem, tedy projektu Lightyear 0 se střechou i přední kapotou pokrytou solárními panely, jsem psal nedávno. Ovšem to je vozidlo mimo možnosti obyčejného smrtelníka. A navíc výkon jeho panelů stačí na dobíjení během každodenního dojíždění do práce, ne na dlouhé cesty za úžehem. (Jako kdyby někdo, kdo dá šest milionů za auto s maximální rychlostí omezenou na 160 km/h, musel jezdit do práce…)
Ne, Lightyear je sice technicky skvěle vyladěný stroj, který mi v mnoha ohledech zaimponoval, ovšem velký potenciál pro prázdninové „ježdění zadarmo“ v něm nevidím. Plocha karoserie osobních aut je při současné účinnosti fotovoltaiky příliš malá. Otázkou je, zda je nutné vystačit jen s karoserií.
Zabalit do kufru
A tak v rámci dalších „technologických rozprávek pro neposlušné děti“ přišla řeč i na nápad vozit si s sebou vlastní fotovoltaickou elektrárnu. Hlavní inspirací se stal projekt s názvem Charge Around Australia.
Jeho cílem je objet nejmenší kontinent pouze s pomocí elektřiny vyrobené zařízením, které si posádka veze s sebou. Cesta se ovšem má uskutečnit v běžném voze Tesla Model 3, jehož karoserie žádnou elektřinu nevyrobí.
Cestovatelé si tedy přibalí do kufru velmi dlouhou roli sbalených fotovoltaických článků, dohromady o hmotnosti necelých 45 kilogramů. Celou elektrárnu tvoří 18 velmi dlouhých, flexibilních panelů, každý s délkou necelých 20 metrů, a podle fotografií zhruba metr širokých. Posádka bude panely pravidelně (vlastně každý den) rozvíjet a auto nabíjet s jejich pomocí.
Tištěné solární články vznikly podle návrhu týmu vědců z univerzity v australském Newcastlu a v podstatě jde o tenké a lehké plastové role. Tým tvrdí, že je lze vyrobit za cenu nižší než 10 australských dolarů za metr čtvereční díky komerční tiskárně původně používané pro tisk etiket na víno.
Na papíře to vypadá skvěle, ale samozřejmě existují důvody, proč zatím jde spíše o marketingovou kampaň (a možná něčí splněný sen) než příklad, který by bylo možné okamžitě následovat. I na poměry „pomalého cestování“ bude jízda po obvodu Austrálie velmi neuspěchaná.
Začít se má v září, skončit pak zhruba na konci roku. Cesta bude trvat tři měsíce, protože vůz denně ujede maximálně zhruba dvě hodiny, pak bude dalších šest hodin nabíjet. Kolik za ty dvě hodiny ujede? Celá trasa má měřit zhruba 15 tisíc kilometrů. Pokud by tým byl na cestě 100 dní, průměrná denní ujetá vzdálenost tvoří zhruba 150 kilometrů.
Vzhledem k tomu, že bude mít auto v kufru fotovoltaickou elektrárnu, se to může zdát poměrně málo – a také je. Na stránkách projektu jsem nenašel přesnou plochu panelů, ale pokud mají role délku kolem 300 metrů, jejich celková plocha bude v nízkých stovkách metrů, možná až kolem 300 m². Alespoň soudě podle panelů, které tvůrci projektu ukázali novinářům.
Pokud by se jednalo o dobré křemíkové panely s účinností kolem 20 procent, dal by se od nich očekávat výkon kolem 200 wattů na metr čtvereční. Celá plocha by tak v těch nejlepších podmínkách mohla vyrábět najednou přes 60 kilowattů.
Tesla Model 3 se základní 50kilowatthodinovou baterií by mohla být na papíře plně nabita zhruba za hodinu. A za den by pak mohla snadno ujet stovky kilometrů. V takovém případě by 300 čtverečních metrů panelů byl nepochybně nadměrný luxus. Tolik volného místa je snad s výjimkou právě Austrálie i těžké najít. Místo na kempování s „dobíjecí plochou“ 300 metrů kempy standardně nabízet nebudou.
Plocha rozkládací elektrárny je tak veliká, protože australští solární poutníci si povezou něco jiného. Půjde o články s účinností mezi 1–2 procenty využívající místo křemíku „organiky“, tedy uhlíkových sloučenin. V organických článcích se využívá obvykle nějaký složitý polymer, ale to není až tak důležité.
Z pohledu dobíjení elektromobilů je zajímavé, že jejich výkon je zhruba desetinový proti tomu, co by mohly nabídnout ze stejné plochy běžné křemíkové panely. A tedy i ujetá vzdálenost musí být řádově nižší – a proto bude průměrná cestovní denní vzdálenost jízdy kolem Austrálie oněch 150 kilometrů. A to se dá předpokládat, že řidiči během této PR akce pojedou velmi „šetrně“, s lehkou nohou na plynu. Model 3 je za takových podmínek velmi úsporný; během příznivého počasí s ním testeři dosáhli spotřeby kolem 12 kilowatthodin na 100 kilometrů.
Jak dlouho ještě
Cestování s elektrárnou v kufru je tak pořád ještě hodně nepraktická záležitost. Organické panely se dají sice vyrábět a tisknout výrazně levněji než běžné křemíkové, ale celková ekonomika jejich provozu je zatím nepřesvědčivá. Nevýhodou je tak kromě nízké účinnosti i omezená „trvanlivost“.
Kdyby byly podobné panely extrémně levné, vlastně by nemuselo vadit, že na elektřinu promění jen malou část dopadajícího světla. Účinnost již navíc v řadě případů byla vyšší než 1–2 procenta, u některých vzorků se pohybovala i kolem 8 procent. Problém je v tom, že v současné době levné organické panely nevydrží tak dlouho, aby se na ně vůbec náklady mohly vrátit. Používané materiály se příliš rychle rozpadají vlivem samotného slunečního záření, vlhkosti a dalších vlivů.
Může se to změnit? Těžko říct. Vývoj v oblasti organických panelů probíhá už desetiletí a dlouhé roky se mluví o tom, že boom této levné fotovoltaiky je na spadnutí. Třeba v roce 2012 napsal časopis Vesmír o vývoji účinnějších panelů tohoto typu: „Vzhledem k velké intenzitě výzkumu organických cel ve světě se dá očekávat, že účinnosti přes 10 % bude dosaženo v několika málo letech i na velkých plochách.“
Před necelými deseti lety jsem slyšel velmi optimistická vyjádření o jejich nasazení od představitelů chemického koncernu BASF, který má s výrobou organických materiálů ve velkém samozřejmě veliké zkušenosti. Ale fotovoltaice pořád pevně vládne křemík.
Byť se to do jisté míry v příštích letech dost možná bude měnit, solární plachtu na auto (a všechno další potřebné vybavení pro „polní dobíjení“) v dohledné době nekoupím. Ale cesta na jih je dlouhá a děti se musí nějak zabavit, tak se nedivte, že jsem si skutečnost poněkud přibarvil…
V plné verzi newsletteru TechMIX toho najdete ještě mnohem víc. Přihlaste se k odběru a budete ho dostávat každou středu přímo do své e-mailové schránky.
