Zonnecellen voor autodaken

Zonnecellen voor autodaken

Zonnecellen voor autodaken

Auto's op zonne-energie bestaan ​​al twee decennia en zijn al een realiteit geworden in veel gebieden van de huidige technologische vooruitgang.

Hoewel de meesten van ons weten dat het niet alleen een auto met een ander dak is, is er nog een lange weg te gaan als het gaat om de inspanning die nodig is om een ​​auto op zonne-energie te realiseren.

Hoewel er de afgelopen jaren veel is gebeurd in de auto-industrie op het gebied van het gebruik van zonne-energie, laten de standaardprocessen nog veel ruimte voor een beter alternatief. Het idee om zonnepanelen op autodaken te gebruiken kan mogelijk transparante polyimidefilm gebruiken; hun verborgen potentieel moet nog veel worden ontdekt.

Vroegste ontwikkelingen en recente ontwikkelingen in auto's op zonne-energie

De vroegste innovatie met betrekking tot auto's op zonne-energie dateert van 1955 toen General Motors de eerste auto op zonne-energie presenteerde tijdens zijn officiële presentatie in Chicago. Het was een 15-inch lang prototype bestaande uit een kleine elektromotor met fotovoltaïsche cellen. Dit model was bijzonder en ondanks zijn relatief kleine formaat, dat misschien niet eens voldoende was om het gebied dat nodig was voor de bestuurder te dekken, kon het een katrol in beweging zetten met behulp van een roterende achterwielas.

De Sion is een ander interessant voorbeeld van een auto op zonne-energie, ook wel bekend als de eerste commercieel verkrijgbare variant van een hybride zonne-elektrische auto. De auto heeft een gemiddelde actieradius van 250 kilometer en het unieke vermogen om zichzelf op te laden met behulp van zonne-energie. De auto heeft gemiddeld slechts 30 minuten nodig om met één laadstation tot bijna de helft van zijn capaciteit op te laden. Veel andere bedrijven zoals Toyota, Tesla en Hyundai zijn constant bezig met het bouwen van een volledig functionele en commercieel verkrijgbare zonneauto of misschien zelfs een hybride versie daarvan.

Maar waarom hebben elektrische auto's precies geen zonnecellen op het dak?

Het is belangrijk om te weten dat zonnepanelen in wezen de warmte-energie van de zon omzetten in elektrische energie. Zonnepanelen zijn ongetwijfeld zeer efficiënt en kunnen zelfs meer dan 70% van de zonne-energie omzetten in elektriciteit. Het probleem doet zich echter voor als we kijken naar enkele van de belangrijkste beperkingen in dit geval.

Allereerst is het noodzakelijk om te begrijpen dat het hele concept van zonnepanelen op auto's in de realiteit moeilijk te implementeren is. Het idee bestaat ook al sinds 1962 en er zijn veel belangrijke ontwikkelingen geweest in de technologische ontwikkeling, maar we zijn nog steeds niet tot een volwaardige oplossing gekomen. De Sion-zaak, waar we het eerder over hadden, is een van de beste voorbeelden van een elektrische auto op zonne-energie die nog in ontwikkeling is en verder moet worden ontwikkeld sinds de laatste officiële aankondiging.

Theoretische overwegingen gaan er vaak van uit dat de zonne-energie de accu's in de op het dak gemonteerde panelen zal helpen opladen, waardoor het aantal stops dat de auto moet maken om te laden, wordt verminderd. In werkelijkheid heeft de huidige zonneceltechnologie onvoldoende efficiëntie, die rond de 20-25% ligt. Dit is extreem laag in vergelijking met het rendement dat normaal gesproken nodig is voor zonnepanelen op autodaken. Bovendien draagt ​​deze lage efficiëntie bij aan de bestaande uitdagingen en maakt het moeilijk om het idee in de praktijk te brengen.

Waarom is het zo moeilijk om deze toepassingen in de praktijk te brengen?

Nu we weten hoe de praktische implementatie van zonneauto's is, moeten we ook begrijpen waarom de toepassingen zo moeilijk zijn. Er zijn veel meer uitdagingen dan die alleen aan de oppervlakte verschijnen. We zeggen dit omdat er een paar redenen zijn waarom zelfs de meest technisch geavanceerde en capabele automobielbedrijven deze realiteit nog niet hebben kunnen bereiken.

De eerste en grootste uitdaging is hoe de zonnecellen werken en hoe ze geplaatst worden. Bestaande zonnepanelen die vaak voor commerciële doeleinden worden gebruikt, zijn slechts ongeveer 30-35% efficiënt. In werkelijkheid is dat veel minder dan wat een efficiënte zonneauto nodig heeft als energiebron. Er is namelijk behoefte aan veel meer ruimte en innovatie voor zonnecellen, zeker als we andere materialen kunnen gebruiken, als actieve deelnemer of als katalysator.

Het andere probleem is de commerciële beschikbaarheid en kosten van het inzetten van zonnepanelen. Het is algemeen bekend dat zonnecellen niet bepaald goedkoop zijn. Ze zijn echter niet eens gewichtloos, wat een probleem is omdat het toevoegen van zonnepanelen aan de carrosserie van het voertuig betekent dat het voertuig veel gewicht en kosten met zich meebrengt. Hierdoor zijn er veel belangrijke ontwikkelingen geweest op het gebied van zonnefilm, en transparante polyimidefilm is een van de meest veelbelovende kandidaten. Het is een veel lichtere vervanging dan andere materialen die kunnen worden gebruikt om zonnepanelen op autodaken te maken, maar het hangt allemaal af van hoe het idee werkelijkheid wordt.

Op het moment dat we kijken naar het gewicht van de batterij, begint het idee om auto's op zonne-energie te realiseren een uitdaging die nog moet worden overwonnen. Bovendien verergeren de constant slechte weersomstandigheden in een andere regio, de rijomstandigheden en de plaatsing van de panelen het probleem en maken het moeilijk om de uitdagingen aan te gaan. Dat betekent echter niet dat er geen manier is om de beperkingen te overwinnen, want er is nog voldoende ruimte om het potentieel van de bronnen die we hebben te ontdekken.

Als we het echter hebben over de rol van transparante polyimidefilm als een veelbelovend materiaal voor zonnecellen op autodaken, kan het idee ons helpen begrijpen hoe het kan helpen het veld levensvatbaarder te maken voor de echte wereld.

Was ist eine transparante polyimidefilm, en hoe kan ze helpen?

Voordat we het hebben over transparante polyimidefilm, moeten we begrijpen wat polyimide eigenlijk betekent. Kortom, het is een klasse van polymeren met een breed scala aan toepassingen. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt als een dunne film voor flexibele kabelisolatie of printplaten. Ze worden ook vaak gebruikt als vezels voor brandbeveiliging of isolatie. Meestal hebben ze een andere textuur, maar de transparante materialen kunnen heel duidelijk worden gezien, aangezien een kleurloos materiaal verschillende dingen kan betekenen, omdat verschillende factoren de transparantie kunnen verklaren.

Deze materialen zijn per definitie zeer flexibel; ze bieden stabiliteit bij hoge temperaturen en een uitstekende oppervlaktehardheid. Daarnaast kunnen ze ook een oplossing bieden voor de hierboven besproken problemen rond het ombouwen van autodaken met zonnepanelen.

Hoe zit het met de productie?

Er zijn typisch een verscheidenheid aan processen voor het produceren van transparante polymeerfilms, waaronder blaasvormen, gieten en smeltextrusie. Bij het extrusieproces wordt de film typisch gevormd door een continue opening. De typische procedure omvat de rotatie van een slak in de gehate vatsectie, waarbij uiteindelijk de volgende secties smelten en ze door een geschikt getextureerde gleuf worden gedwongen.

De hierboven beschreven methode is een van de directe fabricagemethoden voor afgewerkte filmproducten, waarvoor nog een tweede proces nodig is, namelijk spuitgietmodellering. Dit specifieke proces wordt meestal uitgevoerd met een enkelschroefsextruder, met behulp van polymeerhars, waarvan de temperatuur vervolgens wordt vertraagd met behulp van een externe luchtstroom, uitgerekt in het machinegebied zelf en uiteindelijk wordt afgezogen. Bovendien helpt het om een ​​idee te krijgen van de interne luchtdruk die nodig is om het materiaal plat te maken terwijl het door de cilindrische rol gaat.

De fabricagetechnieken die nodig zijn om kleurloze polyimidefilms te produceren, zijn vergelijkbaar met die welke worden gebruikt voor optische films. Het enige verschil is echter dat het andere materiaal tegelijkertijd zijn eigenheid en functionaliteit heeft. Dit verschil is voornamelijk dat ze een relatief hoger smeltpunt en een lagere oplosbaarheid hebben, vooral gezien de laboratoriumprocedures die worden gebruikt bij de vervaardiging van deze materialen. Specifiek voor het oplosmiddelgietproces, zoals eerder vermeld, kunnen de benaderingen worden onderverdeeld in de machine- en dwarsrichtingen, wat ook een kritische methode is die toepasbaar zou kunnen zijn in het geval van een transparante polyimidefilm.

Waarom is PV een geweldige mobiliteitsoplossing?

Kijkend naar de bestaande prototypes van auto-innovaties, is één ding zeker. Het gebruik van elektriciteit voor zonnecellen met speciale celformaten kan de volgende scheidingsprocessen aanzienlijk ondersteunen in termen van de gebruikte technologie vanwege een betere efficiëntie. Want de huidige ontwikkeling op het gebied van zonnecellen zorgt voor betere celrendementen die ver boven het gemiddelde rendement liggen, dat vroeger rond de 30% lag.

Om met de middelen die we nu hebben een betere en hogere efficiëntie te bereiken in de beschikbare ruimte, moeten we de rol van transparante polyimidefilms begrijpen en deze integreren met glas. De cellen op het autodak moeten meestal compact worden geïntegreerd zodat er meer ruimte is voor de aansluiting op de stroombronnen.

Hoe veelbelovend het ook lijkt, er moet ook voor worden gezorgd dat de oplossing duurzaam is, aangezien er een potentieel voordeel is bij het gebruik van een transparante polyimidefilm. Maar alleen zolang het zijn doel dient. Bovendien moet het resulterende materiaal voldoen aan de basisvereisten van een moeilijk zonnepaneel-autodak, daarom is het uiterst belangrijk om het rendement dienovereenkomstig te testen.

Voordelen van het gebruik van transparante polyimidefilm met glas voor zonnedak:

Als we het hebben over de voordelen van kleurloze polyimidefilm, valt er veel te praten over de mechanische, fysieke, thermische en elektrische mogelijkheden ervan. De toepassingen zijn ongelooflijk divers omdat ze helpen bij enkele van de meest kritieke gebieden van hun gebruik.

De belangrijkste voordelen van het gebruik van dit materiaal zijn de volgende.

Grote flexibiliteit

Een van de belangrijkste voordelen van het gebruik van transparante polyimidefolie en glas voor het bevestigen van zonnedaken op zonneauto's is dat ze meer flexibiliteit bieden. Een transparante polyimidefolie biedt meer mogelijkheden voor het bevestigen van materialen en is met zijn flexibele verbindingen een veel betere optie dan welk ander materiaal dan ook. Bovendien kan het helpen om de algehele prestaties te behouden in het geval dat de vorm verandert als gevolg van flexibiliteit. Het is dan ook een mooie combinatie die als materiaal voor zonneauto's kan worden gebruikt.

dunner materiaal

Een ander groot voordeel van het gebruik van transparante polyimidefolie met glas is dat het gemakkelijk op elk lichaamsdeel kan worden aangebracht, omdat het materiaal uitzonderlijk licht is. Omdat het een dunner materiaal is, kan het bovendien niet alleen op het dak worden geïnstalleerd, maar ook op elke andere geschikte plaats. Daarom biedt het meer flexibiliteit op het gebied van bevestiging.

Lagere productiekosten

Er zijn veel redenen voor de populariteit van dit materiaal. Door het roll-to-roll proces is de productie van transparante polyimide films goedkoper. Het proces maakt de onmiddellijke onthulling van oppervlakken mogelijk, wat leidt tot een betere weergave, vooral tijdens het productieproces. De methode bevat ook dubbelzijdige tape om een ​​substraatoppervlak te bieden als lossingsmiddel. Daarom helpt het om de blootgestelde laag te verwijderen, waarvoor niet veel invoer nodig is.

Maakt hoge lichttransmissie mogelijk

Heldere polyimidefilms staan ​​ook bekend om hun uitstekende lichttransmissie-eigenschappen. Daarnaast heeft het goede thermische en mechanische eigenschappen, waardoor het een geschikt materiaal is voor flexibele zonnecellen en een veelbelovende hotspot in het algehele applicatieproces van polymeermaterialen.

De vraag naar lichtere, dunnere en sterk doorschijnende materialen voor zonneceldaken neemt voortdurend toe. Als gevolg hiervan winnen de mechanische eigenschappen van transparante polyimidefilms aan populariteit in de productiesector. Het is een hoogwaardig polymeer dat ook imideringen bevat waarvan de ruggengraat een uitstekende thermische en chemische stabiliteit biedt. Het zorgt ook voor een betere isolatie met uitstekende mechanische eigenschappen, waardoor het een geschikt materiaal is voor gebruik.

Stabiliteit op hoge temperatuur

Naast de bovengenoemde eigenschappen van transparante polyimidefilms, staat het materiaal ook bekend om zijn uitstekende temperatuurstabiliteit. Omdat het is gemaakt van een apart plastic dat meer transparantie biedt, is het resulterende materiaal waarschijnlijk ook zeer thermisch stabiel. Dit is precies het geval met de transparante polyimide films.

Dit materiaal heeft een veel superieure thermische en chemische stabiliteit in termen van isolatie en mechanische eigenschappen, waardoor het veel wordt gebruikt in verschillende industrieën, waaronder micro-elektrische apparaten, gasscheiding en polymeerelektrolytbrandstof. Er kan dus gesteld worden dat het materiaal een uitzonderlijke temperatuurstabiliteit heeft, wat betere toepassingsmogelijkheden biedt bij het plaatsen en voorbereiden van autodaken voor zonnecellen.

Goede oppervlaktehardheid

Als het een materiaal is dat ideaal is voor gebruik met glas bij de vervaardiging van zonneceldaken, moet het een uitstekende oppervlaktehardheid hebben om de vereiste sterkte te garanderen. In dit geval kan het gebruik van een transparante polyimidefilm van groot voordeel zijn, omdat deze vanwege zijn mechanische eigenschappen een uitstekende oppervlaktehardheid heeft. Het materiaal heeft niet alleen een groot fysiek vermogen in combinatie met glas, maar kan ook de scheurweerstand helpen verbeteren. Hoewel de film meestal is gemaakt van polyimidehars, is het materiaal dat met glas kan worden gebruikt ook in staat om een ​​hoge hittebestendigheid en oppervlaktehardheid te bieden.

Uitstekende zuur- en alkalibestendigheid

Een van de minst bekende eigenschappen van een transparante polyimidefilm is de uitstekende zuur- en alkalibestendigheid, waardoor het een ideaal materiaal is voor gebruik met glas. Bovendien bevat het materiaal flexibele organische substraten voor elektronische apparaten, waardoor ze zeer flexibele, verwerkbare, taaie en thermisch stabiele materialen zijn die zuur- en alkalibestendig zijn. Daarom kan mogelijke blootstelling aan zuren en logen geen probleem zijn bij het gebruik van een transparante polyimidefilm als hoofdmateriaal of als katalysator.

Eenvoudige verwerking

Een van de belangrijkste voordelen die fabrikanten hebben bij het werken met transparante polyimidefilms, is het verwerkingsgemak dat nodig is om ze te produceren. Het exacte productieproces en de synthesechemie die worden gebruikt bij het maken van de transparante polyimidefilm helpt ons ook de mechanische, fysische en chemische eigenschappen ervan te begrijpen, die veel voordelen bieden ten opzichte van andere materialen.

De verwerking is eenvoudig, waarbij alleen flexibele organische actieve matrixmaterialen worden gebruikt die gemakkelijk zijn om mee te werken en die niet veel input vereisen. Daarom geven fabrikanten meestal de voorkeur aan transparante polyimidefilms voor de vervaardiging van zonnepanelen, omdat ze een ideale optie zijn voor gebruik met glas.

stralingsweerstand:

Als we het hebben over de mechanische, fysische en chemische eigenschappen van transparante polyimidefilms, moeten we het ook hebben over het elektrische aspect. Het helpt om te begrijpen hoe het materiaal werkt en de hele levenscyclus, omdat het een uitstekende oppervlakte- en volumeweerstand heeft tegen de straling die erin kan doordringen. De meting van geleidbaarheid is voor homogene isolatoren anders dan voor andere materialen, waardoor een transparante polyimidefilm een ​​ideaal materiaal is voor vervanging met een uitstekende weerstand tegen straling.

Kan dienen als vochtbarrière

Last but not least is bekend dat transparante polyimidefilms verbeterde water- en zuurstofbarrière-eigenschappen hebben, waardoor ze een uitstekende vochtbarrière zijn. Vanwege hun flexibiliteit en transparantie kunnen de vocht- en zuurstofbarrière-eigenschappen aanzienlijk worden verbeterd door oplossingsgrafietmaterialen te gebruiken. Het belangrijkste is dat het vermogen van de transparante polyimidefilm om als vochtbarrière te fungeren ook helpt bij het begrijpen van de thermische stabiliteit en elektrische isolatie, wat gunstig is bij de productie van zonneceldaken. Daarom kan het een geweldige barrière zijn die elke interactie met zuurstof in het water verhindert.

Succesvolle voorbeelden uit de praktijk

Nu we een idee hebben hoe zo'n oplossing eruit kan zien, moeten we ook kijken naar de succesvolle voorbeelden van zonne-energie prototypes in de praktijk, want sommige zijn nog in ontwikkeling, maar veel daarvan zijn al op de markt verkrijgbaar. Het eerste en bekendste voorbeeld is de Mercedes Benz Vision EQXX. Het valt in de categorie luxe elektrische auto's. Hij heeft een uitstekende actieradius van 700 kilometer en een opmerkelijke luchtweerstandscoëfficiënt van 0,17. Een van de beste eigenschappen van dit voertuig is het 117-cels zonnepaneel op het dak, dat de systemen kan opladen en de bestuurder extra bereik geeft.

De Hyundai Ioniq 5 is een ander recent voorbeeld van een auto op zonne-energie met betere duurzaamheid en futuristische technologie, verkrijgbaar in twee batterijformaten. Het model heeft vierwielaandrijving en kan een topsnelheid van 185 km/u halen. Het model heeft ook een optie met tweewielaandrijving waarmee de rijder het grootste bereik van ongeveer 2 mijl kan bereiken. Op basis van de beschikbare gegevens kan worden gezegd dat deze zonnepanelen een extra bereik van 300 mijl per jaar kunnen bereiken, dat is ongeveer drie mijl per dag. Deze casus is dus weer een succesvol voorbeeld dat de ontwikkeling van zonneceldaken nog lang niet voorbij is, ondanks onze belangrijke innovaties.

Overzicht

Met betrekking tot de bovenstaande discussie kunnen we zeggen dat we een lange weg hebben afgelegd sinds de vroege ontwikkelingen op het gebied van zonne-energie en de toepassingen ervan in verschillende industrieën. In verband met deze observatie vereisen de bestaande ontwikkelingen op het gebied van autodaken met zonnepanelen nog steeds de beste manieren om de bestaande ideeën uit te voeren. Hoewel de bestaande uitdagingen de ontwikkeling van dit idee en het omzetten ervan in een levende realiteit in de weg kunnen staan, kan de oplossing die in de bovenstaande discussie wordt voorgesteld, van groot nut zijn als het eenmaal is geïmplementeerd. Zonne-energie is de juiste keuze, vooral in de automobielsector waar energie-efficiëntie een van de prioriteiten is.

 

Deel dit bericht