السيّارات الشمسية: معلومات عن المركبات العاملة بالطاقة الشمسيّة

لم تعُد السيارات الشمسية صورة من أفلام الخيال العلمي فمع توجّه العالم نحو الاستدامة ومصادر الطاقة النظيفة، تستحوذ المركبات التي تعمل بالطاقة الشمسية على خيال المهندسين والمدافعين عن البيئة وعشاق السيارات الكهربائية على حدٍ سواء. تَعِد هذه المركبات بانعدام الانبعاثات، ونطاق قيادة قد لا يرتبط بأرقام محدّدة بفضل أشعة الشمس، وإحداث ثورة في كيفية تشغيل وسائل النقل. ولكن هل سنراها قريبًا على طرقاتنا؟ لنتعمق في عالم السيارات الشمسية.

ما هي السيارة الشمسية؟

السيارة الشمسية هي مركبة تعمل بالطاقة الشمسية كليًا أو جزئيًا. تستخدم ألواحًا شمسية كهروضوئية (PV) مثبتة على ألواح هيكلها لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، والتي بدورها تُشغّل محركًا كهربائيًا. تخزن السيارات الشمسية الطاقة الزائدة في بطاريات لاستخدامها أثناء الليل أو في الأجواء الغائمة.

هناك نوعان من المركبات التي تعمل بالطاقة الشمسية بشكل عام:

• السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية بالكامل والتي تعتمد كليًا على ضوء الشمس للسير.
• السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي تجمع بين الطاقة الشمسية والشحن الكهربائي، مما يزيد من المسافة المقطوعة ويقلل الاعتماد على الشبكة.

كيف تعمل سيارات الطاقة الشمسية؟

تعمل سيارات الطاقة الشمسية بتسخير التأثير الكهروضوئي. إليكم آلية عمل النظام:

• الألواح الشمسية: عادةً ما تكون مصنوعة من السيليكون، وهي تلتقط ضوء الشمس وتحوله إلى تيار مباشر.
• حزمة البطاريات: تشحن كهرباء التيار المباشر بطارية مُدمجة، غالبًا ما تكون مصنوعة من الليثيوم أيون، وتخزن الطاقة لاستخدامها لاحقًا.
• المحرك الكهربائي: تغذي البطارية المحرك الكهربائي الذي يدير العجلات.
• نظام التحكم: يدير تدفق الطاقة بين الألواح والبطارية والمحرك، مما يضمن أقصى قدر من الكفاءة.

يُغني هذا النظام عن الحاجة إلى الوقود الأحفوري ويُقلل الاعتماد على البنية التحتية للشحن الخارجي.

تاريخ سيارات الطاقة الشمسية

على الرغم من أنها تبدو مستقبلية، إلا أنّ قصة سيارات الطاقة الشمسية ليست حديثة فعمرها عقود:

• :1955  سانموبيل  “Sunmobile”، وهي نموذج صغير من صنع شركة جنرال موتورز، هي أول مركبة تعمل بالطاقة الشمسية.
• :1987 أُقيم أول تحدٍّ عالمي للطاقة الشمسية في أستراليا، مما دفع حدود تكنولوجيا الطاقة الشمسية إلى آفاق جديدة.
• 1996  حتى الآن: بدأت الجامعات والشركات الناشئة حول العالم ببناء نماذج أولية عاملة، مع زيادة في النطاق والسرعة.

تُمهّد الإصدارات الحديثة، مثل Lightyear 0 و Aptera وSono Motors Sion، الطريق نحو تحقيق جدوى تجارية في هذا القطاع.

فوائد السيارات الشمسية

الفوائد العامة:

• انبعاثات صفرية: لا عوادم، لا تلوث. مثالية لتقليل البصمة الكربونية.
• تكاليف تشغيل منخفضة: ضوء الشمس مجاني، ولا توجد تكاليف وقود.
• صيانة بسيطة: أجزاء متحركة أقل من محركات الاحتراق الداخلي، مما يعني انخفاضًا في التآكل والتلف.
• تشغيل هادئ: مثل السيارات الكهربائية الأخرى، تتميز السيارات الشمسية بهدوئها الشديد.
• استقلالية الطاقة: تقليل الاعتماد على محطات الشحن والشبكة الكهربائية.

فوائد السيارات الشمسية في الإمارات العربية المتحدة والشرق الأوسط

تُعّتبر الإمارات العربية المتحدة والشرق الأوسط عمومًا بيئة مثالية لنجاح السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية نظرًا لظروفهما المناخية. السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية ليست ممكنة في الشرق الأوسط فحسب، بل إنها قابلة للازدهار أيضًا.

نور الشمس الوفير

تتمتع المنطقة بأكثر من 3500 ساعة من أشعة الشمس سنويًا. تحصل دبي وحدها على حوالى 3580 ساعة من ضوء الشمس سنويًا، بينما تحصل بعض مناطق الصحراء الكبرى على 4000 ساعة. أي ما يعادل 40 إلى 45% من إجمالي العام! وهذا يجعلها مثالية لاستخدام الألواح الشمسية.

إشعاع شمسي عالي

تُعتبر قوة الطاقة الشمسية من بين الأعلى عالميًا، مما يزيد من كفاءة الألواح. يتجاوز متوسط ​​الإشعاع الشمسي السنوي 2000 كيلوواط/ساعة لكل متر مربع. تُدرك الحكومة هذا الأمر، وتعمل على تسخير هذه الطاقة. في الواقع، يُعدّ مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية في دبي أكبر مجمع للطاقة الشمسية في العالم.

توفير التكاليف

مع ارتفاع أسعار الوقود والتوجه نحو الاعتماد على الكهرباء، يمكن أن تُقدم السيارات الشمسية فوائد اقتصادية طويلة المدى، حيث تُخفّف فواتير الكهرباء وتكاليف الوقود.

التحديات والقيود

على الرغم من الجهود الهادفة لتطوريها، تواجه السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية العديد من العقبات:

مساحة سطح محدودة

لا تتسع السيارة إلا لعدد محدود من الألواح الشمسية، مما يحد من كمية الطاقة التي يمكنها توليدها.

الاعتماد على الطقس

ينخفض ​​الأداء في الأيام الغائمة وينعدم في الليل إلا عند استخدام بطاريات كبيرة.

التكلفة

تزيد الألواح الشمسية المتطورة، وهياكل السيارات المُصممة حسب الطلب، والمواد خفيفة الوزن من تكاليف الإنتاج.

التوازن بين الوزن والكفاءة

غالبًا ما يتطلب تعظيم جمع الطاقة الشمسية التنازل عن الوزن أو الراحة أو الأداء فالألواح الشمسية والبطاريات ثقيلة الوزن.

لماذا لم تنتشر السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية (حتى الآن)؟

على الرغم من جمال الفكرة، إلا أنّ السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية لم تدخل سوق السيارات لعدّة أسباب:

1-الجدوى التجارية: ارتفاع تكاليف البحث والتطوير والإنتاج يجعلها باهظة الثمن بالنسبة لمستهلكي السوق العامة.

2-تقنية البطاريات مقارنةً بتقنية الطاقة الشمسية: تُعتبر السيارات الكهربائية ذات البطاريات الكبيرة حاليًا أكثر عملية من الاعتماد على الشحن الشمسي البطيء.

3-أولويات شركات صناعة السيارات: تُعطي شركات التصنيع الكبرى الأولوية للطرازات القابلة للتطوير وذات هامش الربح المرتفع على الابتكارات المتخصصة.

4-تشكيك المستهلك: تبدو فكرة السيارات الشمسية غير مُجرّبة أو مُستقبلية للغاية بالنسبة للعديد من المستهلكين.

5-محدودية التنظيم وفرض المعايير: لا توجد حتى الآن معايير عالمية للسيارات الشمسية في أسواق السيارات العالمية.

مع ذلك، فإن الوضع آخذ في التغير. تُغيّر شركات مثل أبتيرا ولايتيير المفاهيم وتُوسّع آفاق الإمكانيات.

مشاريع وشركات السيارات الشمسية البارزة

لايتيير (هولندا)

• لايتيير 0: سيارة كهربائية فاخرة تعمل بالطاقة الشمسية بنطاق يصل إلى 800 كيلومتر. تم إطلاقها عام 2022 واستمر إنتاجها حتى عام 2023.
• لايتيير 2: نسخة اقتصادية وشعبية للأسواق العالمية.

أبتيرا موتورز (الولايات المتحدة الأمريكية)

• سيارة شمسية خفيفة الوزن بثلاث عجلات، تعِد بنطاق يصل إلى 1610 أميال مع شحن شمسي مُدمج.

سونو موتورز (ألمانيا)

• سيون: سيارة هاتشباك كهربائية مُدمجة بالطاقة الشمسية، ومُمولة من الشعب.

مشاريع جامعية

• فريق الطاقة الشمسية في آيندهوفن (هولندا): ابتكر سلسلة ستيلا من المركبات الشمسية الصديقة للعائلة.
• فريق المركبات الكهربائية الشمسية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: أحد أكثر برامج الطاقة الشمسية الأكاديمية تقدمًا.

السيارات الشمسية مقارنةً بالسيارات الكهربائية

مستقبل التنقل بالطاقة الشمسية

المستقبل يبدو واعدًا:

• البطاريات الصلبة: يمكن أن تزيد من كفاءة تخزين السيارات الشمسية.
• الألواح الكهروضوئية المرنة: تحسّن الألواح التي تتوافق مع المنحنيات تغطية المركبات بالطاقة الشمسية.
• أساطيل الطاقة الشمسية ذاتية القيادة: روبوتات التوصيل، والطائرات بدون طيار، والمركبات الكهربائية ذاتية الشحن للوجستيات في آخر مرحلة من التوصيل.
• التكامل مع السيارات الكهربائية: من المتوقع رؤية المزيد من السيارات الكهربائية المزوّدة بأسقف شمسية لتوفير الطاقة الإضافية (وهو ما رأيناه بالفعل في هيونداي سوناتا هايبرد وتويوتا بريوس برايم).

مع تسارع الابتكار وتزايد أهمية الاستدامة، تشهد السيارات الشمسية نموًا هائلاً.

اعثر على أفضل السيارات المعروضة للبيع في الإمارات العربية المتحدة.

تابع مدونة السيارات الأولى في الإمارات العربية المتحدة لمزيد من محتوى السيارات.

اقرأ أيضًا:

• لماذا تحظى السيارات البيضاء بشعبية كبيرة في الإمارات العربية المتحدة؟
• كيفية الحصول على تقييم مجاني عبر الإنترنت للسيارات في الإمارات العربية المتحدة
• نمو صادرات السيارات الكهربائية الصينية بنسبة 19% في عام 2025

الأسئلة الشائعة

لماذا لا تتوفر السيارات الشمسية على نطاق واسع حتى اليوم؟

لا تحظى السيارات الشمسية بشعبية كبيرة نظرًا لارتفاع تكاليف الإنتاج، ومحدودية مساحة الألواح الشمسية في المركبات، وتحديات كفاءة الطاقة التي تجعلها أقل عملية من السيارات الكهربائية التقليدية في الوقت الحالي.

هل يمكن للسيارة أن تعمل بالطاقة الشمسية بالكامل؟

نعم، يمكن لبعض النماذج الأولية، مثل Aptera وLightyear 0، العمل بالكامل بالطاقة الشمسية في ظل ظروف مثالية لأشعة الشمس، ولكن معظم النماذج التجارية تعمل بالطاقة الشمسية وتعتمد على شحن البطارية.

ما هي المدة التي يمكن للسيارة الشمسية قطعها دون شحن؟

بناءً على التصميم ومدى التعرض لأشعة الشمس، يمكن للسيارة الشمسية توليد نطاق يصل إلى 70 كم يوميًا بدعم ضوء الشمس وحده، مع بطاريات تزيد النطاق إلى 600-1000 كم في بعض النماذج.

هل السيارات الشمسية مناسبة للدول ذات المناخ الحار مثل الإمارات العربية المتحدة؟

بالتأكيد. الدول ذات أشعة الشمس الوفيرة مثل الإمارات العربية المتحدة مثالية للسيارات الشمسية، حيث يُحسّن الإشعاع الشمسي العالي من جمع الطاقة، مما يجعل السيارات الكهربائية الشمسية أكثر كفاءةً واستمراريةً على مدار العام.

ما الفرق بين السيارة الشمسية والسيارة الكهربائية؟

تُولّد السيارة الشمسية الكهرباء من الشمس باستخدام الألواح الشمسية المُدمجة، بينما تعتمد السيارة الكهربائية القياسية على الشحن عبر الشبكة. يمكن للسيارات الشمسية تقليل أو إلغاء الحاجة إلى الشحن الخارجي في ظل ظروف مثالية.