Firma slibuje auto, které se dobíjí samo. Jak to vychází?

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Nizozemský start-up Lightyear chce vyrábět asi „nejzelenější“ sériový vůz současnosti. Jeho první a zatím stále předsériový typ Lightyear 0 například nemá v interiéru žádné materiály živočišného původu, ale především by si měl energii pro vlastní provoz vyrábět sám.

Vozy budou mít na střeše, kapotě a kufru zakřivené solární panely, které budou během jízdy i parkování doplňovat energii do baterie vozu. Celkem je na kapotě zhruba pět čtverečních metrů panelů s maximálním výkonem 1,05 kilowattu.

Hlavní roli pro jejich nasazení ovšem nehraje u tohoto typu ekonomika provozu. Jde o extrémně drahý automobil: Každý z 946 kusů první série vás vyjde na 250 tisíc eur, při současném kurzu tedy něco pod šest milionů korun. To je několikanásobně více než u elektromobilů střední třídy. Například nový Nissan Leaf vyjde zhruba na 930 tisíc, Tesla Model 3 od 1,4 milionu výše.

Taková investice se nemůže nikdy vrátit, ani kdyby ceny elektřiny navždy vydržely tak vysoké jako dnes – a ani kdyby byly ještě vyšší, jak uvidíme. Pro jednoduchost počítejme, že by elektřina stála věčně 12 korun za kilowatthodinu.

Za těch zhruba 4,5 milionu korun, které proti Tesle 3 zaplatíte navíc, byste mohli odebrat zhruba 375 megawatthodin. Tolik panely na karoserii Lightyear 0 mohou vyrobit zhruba za necelých 360 tisíc hodin chodu na plný výkon, tedy za ideálních podmínek. Přitom 360 tisíc hodin je 15 tisíc dní, a tedy 41 let. A to samozřejmě počítá s čistě hypotetickým dnem, během kterého Slunce svítí naplno 24 hodin denně.

Jinak řečeno, v praxi se panely na Lightyear 0 nikdy nemohou vyplatit. Zatím jde jen o drahou hračku pro specifickou skupinu v rámci příslovečného nejbohatšího jednoho procenta.

Když však pomineme cenu, výkony vozu jsou vlastně působivé. Pohybují se na samotné hranici dnes možného při konstrukci prakticky použitelného auta – byť tato technologická „vymazlenost“ vede ve výsledku k velmi nepraktické ceně.

Celý koncept Lightyear 0 stojí na zvýšení efektivity a snížení spotřeby. Koeficient odporu vzduchu je na rekordní hranici 0,19. Není to úplný rekord, stejná hodnota byla naměřena také například u malého elektromobilu General Motors EV1, se kterým se jeho výrobce téměř přesně před čtvrtstoletím neúspěšně pokoušel otevřít nový trh.

Lightyear 0 je ovšem velký pětidveřový vůz s kufrem o objemu 640 litru, tedy podobně jako Octavia kombi. Tak nízká hodnota odporu vzduchu je v takovém případně mnohem obdivuhodnější výsledek, který dal hodně práce. Vůz například nemá zpětná zrcátka, ale kamery a konstruktéři pracovali pečlivě i na snížení odporu spodní části vozu, která je dokonale hladká. Zadní kola také nejsou kapotovaná náhodou.

Extrémně aerodynamický vůz ani tak nemá žádné oslnivé výkony. Maximální rychlost je omezena na 160 km/h. Zrychlení z 0 na 100 km/h trvá na elektromobil poměrně dlouhých 10 sekund. Pohonný systém je „vyladěný“ na maximální efektivitu, i když jeho účinnost je u elektromobilů velmi vysoká. Prostor ke zlepšování je tu výrazně menší než u spalovacích motorů.

Vůz by měl mít baterii o relativně malé kapacitě 60 kWh. Nejlevnější verze Tesly Model 3 má baterii zhruba o desetinu menší, konkrétně 55 kWh. Ovšem dojezd Modelu 3 podle metodiky WLTP je zhruba o čtvrtinu menší, než slibuje Lightyear: 450 kilometrů proti 625 kilometrům. Při průměrné rychlosti 110 km/h by údajně měl elektromobil dojet kolem 560 kilometrů.

Sami jste si asi spočítali, že spotřeba Lightyear se pohybuje kolem 10 kWh na 100 kilometrů. Průměrná spotřeba elektromobilů se podle tabulek i podle skutečně naměřených údajů z praxe pohybuje zhruba od 14 do 25 kWh na sto kilometrů.

To jsou hodnoty bez započítání dobíjení za jízdy. V ideálních podmínkách by tedy mohl vůz za každou hodinu jízdy nasbírat energii na dalších 10 kilometrů. V praxi to bude i v nejlepším případě určitě méně, výrobce slibuje, že během španělského léta a jara by se mohl denně vůz nabít až na 70 kilometrů za den.

To bude nepochybně extrém, dlouhodobý průměr bude nižší. Ovšem bez přístupu k výsledkům zkoušek či od majitelů těžko říci, zda to bude 30, 40 nebo 50 kilometrů. Jisté je jen, že španělští uživatelé budou mít v průměru vždy lepší výsledky než ti čeští.

V rámci této zatím velmi malé kategorie „sluncem dobíjených aut“ je to však unikátně vysoké číslo, které mimo jiné naznačuje, jak moc je Lightyear stavěný specificky právě s tímto účelem. U běžných aut, kterým konstruktéři „přihodí“ na střechu panely, jsou příspěvky k dojezdu mnohem nižší.

Například Hyundai nabízí u elektromobilu Ioniq 5 příplatkovou panoramatickou střechu se solárními panely. Při zhruba šestihodinovém denním příjmu sluneční energie dobijí v průměru auto na čtyři kilometry jízdy. Také Toyota na některých trzích nabízí solární střechu na modelu Prius a denně mají umožnit najet až šest kilometrů navíc.

Proč tak málo? Plocha panelů je u obou zmíněných vozů mnohem menší a auta mají výrazně větší spotřebu než na úspornost optimalizovaný Lightyear. Pro normálně „hladové“ vozy světlo ze Slunce bude nejspíše vždy jednoduše příliš chudý zdroj. Je to dáno tím, že prostor na autě je omezený a výkon fotovoltaických panelů nemůže příliš růst.

I když se nejrozšířenější panely dnes vyrábí stejně jako čipy z křemíku, výkon fotovoltaických panelů se řídí jinými zákony než tím Moorovým u čipů, tedy že se výkon zdvojnásobí každých 18 měsíců.

Fyzika bohužel říká, že maximální účinnost panelů nemůže zase být o tolik vyšší než dnes. Lightyear 0 má panely s účinností kolem 20 procent, teoretický limit účinnosti běžných křemíkových panelů s jednou vrstvou je 30 procent. A laboratorní rekordy jsou kolem 25 procent.

Existují způsoby, jak toto omezení do jisté míry obejít. Vyvíjí a v omezené míře se už i vyrábí vícevrstvé panely, jejichž teoretický limit účinnosti je vyšší. U dvou vrstev 42 procent, u třívrstvých 49 procent. Hypotetické maximum je pak 86 procent pro panel s nekonečným počtem vrstev, ovšem takový článek bude vždy existovat jen na papíře.

Když počítáme, že by se účinnost panelů zdvojnásobila, auto jako Lightyear 0 by mohlo za hodinu vyrobit elektřinu na zhruba 20 kilometrů dojezdu. Ve skutečnosti se ovšem hlavní úsilí ve vývoji fotovoltaiky napíná směrem ke snižování ceny. Články s účinností okolo 30 procent jsou stále velmi, velmi daleko od praxe.

Nikdo z nás se tedy v příštích desetiletích nebude řítit po dálnici stotřicítkou poháněný pouze Sluncem. Ale možná by se za 10, 20 let mohli najít tací, co by na sluneční pohon mohli jezdit i pár hodin denně „třicítkou“.

Pokud se tedy ukáže, že se panely na autech nezanáší prachem, nejsou moc poruchové, nebo – a to nejspíše – nejde je stále ještě vyrábět dost levně. Při pohledu na cenovku auta nového „solárního“ Lightyearu se totiž zdá, že v tomto ohledu evidentně práce zbývá nejvíce.