Aurinkopaneelin hyödyntäminen henkilöauton toimintamatkan kasvattamiseksi : tutkimus aurinkopaneelien vaikutuksesta sähkömoottori- ja polttomoottoriauton toimintamatkaan
Syrjämäki, Elias (2023)
Kandidaatintyö
Syrjämäki, Elias
2023
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023052346238
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023052346238
Tiivistelmä
Maailmalla on valmistettu sähköautoja, joiden ainoana energianlähteenä on aurinkopaneelit. Aurinkoenergialla saadaan lisäkilometrejä lataamatta autoa. Polttomoottorillinenkin auto tarvitsee sähköä, jota voisi tuottaa aurinkopaneeleilla. Millaisen hyödyn aurinkopaneeleista voi saada tarkasteltaessa toimintamatkaa ja milloin auton laturin voisi osittain tai kokonaan korvata aurinkopaneelilla? Tutkimukseen valittiin kaksi teholtaan erilaista aurinkopaneelia, joista toinen on suunniteltu matkailuautoon ja toinen Lightyear-sähköautoon. Polttomoottorillisessa autossa aurinkopaneeleista saatavaa tehoa verrataan auton laturin vaatimaan tehoon. Paneeleiden teholla tuotetun sähkön lasketaan olevan pois laturin tarpeesta tuottaa sähköä. Sähköautoissa oletetaan olevan samat sähkölaitteet kuin polttomoottorillisessa autossa. Sähköauton kulutus ilmoitetaan valmiiksi sähkötehona, joten toisin kuin polttomoottorillisessa, aurinkoenergia voidaan suoraan laskea kuluvan sähköauton kulutukseen. Polttomoottorillinen auto voisi laskennallisesti saada lisäkilometrejä matkailuautoon suunnitellulla 185 Wp aurinkopaneelilla kahden neliön katolta 4,5 kilometriä 100 kilometrille ja Lightyearin 1000 Wp paneelilla samalta katolta 5,8 kilometriä 100 kilometrille. Samoilla arvoilla sähköauto, johon laitetaan matkailuauton paneelit, saa 2,5 lisäkilometriä 100 kilometriä kohti ja Lightyear-sähköauton paneeleilla 3,2 lisäkilometriä 100 kilometriä kohti. Paneeleista saatu hyöty on vielä pieni. Aurinkopaneeleissa sekä hyötysuhteen että tehon pitää kasvaa tulevaisuudessa. Tehokkaimman hyödyn saamiseksi aurinkopaneeleiden täytyisi polttomoottorillisesta autosta korvata laturi aurinkoenergialla ja sähköautossa tuottaa tasaisesti kaikki ajossa kuluva sähkö. Electric cars have been manufactured in the world, the only energy source of which is solar panels. With solar energy you can get extra kilometers without charging the car. Even a car with an internal combustion engine needs electricity, which could be produced with solar panels. What benefit can you get from solar panels when looking at operating range and when could a car charger be partially or completely replaced with a solar panel? Two solar panels of different power were chosen for the study. One is designed for a motorhome and the other made for a Lightyear electric car. In a combustion engine car, the power obtained from the solar panels is compared to the power required by the car's charger. The electricity produced by the power of the panels is counted as being excluded from the charger's need to produce electricity. Electric cars are supposed to have the same electrical devices as in a combustion engine car. The consumption of an electric car is already declared as electric power, so unlike a combustion engine, solar energy can be directly calculated into the consumption of an electric car. A combustion engine car with two square meter roof could gain 4.5 kilometers per 100 kilometers more distance with the 185 Wp solar panel designed for a motorhome. With the same roof and Lightyear's 1000 Wp panel car gets 5.8 kilometers to 100 kilometers. With the same values an electric car could get 2.5 kilometers per 100 kilometers with motorhome panels and 3.2 kilometers per 100 kilometers with the Lightyear’s panels. Benefit from solar panels is still low. In addition to the efficiency of solar panels, their power must increase in the future. Efficiency and power of solar panels should significantly grow in the future to replace charger and battery in cars.