Vì sao không có xe hơi chạy điện dùng pin mặt trời?

Hiện nay, các cánh đồng điện mặt trời đang đóng góp một phần vào lượng điện tiêu thụ hằng ngày của một số nơi, thậm chí nhiều nhà dân đã lắp riêng hệ thống pin năng lượng để giảm việc phụ thuộc vào lưới điện quốc gia. Tuy vậy, chúng ta vẫn chưa thấy được bất kỳ chiếc xe điện nào sử dụng nguồn năng lượng này hoặc chí ít là với tư cách là nguồn năng lượng dự phòng.

Trước đây, chiếc sedan hạng sang cỡ nhỏ Fisker Karma đã được lắp tấm pin mặt trời trên mui xe nhưng cũng chỉ để cấp điện cho hệ thống điều hòa. Khi đó, hệ thống này sản sinh công suất 500W/ngày và theo như hãng xe công bố, tấm pin này hoàn toàn có thể cung cấp cho xe lượng pin đủ để di chuyển. Cụ thể, xe tốn 1 tuần sạc năng lượng mặt trời để đi được… 8 km.

Đó là chuyện của 10 năm trước nhưng đến 10 năm, năng lượng mặt trời vẫn chưa thực sự có chỗ đứng. Vậy, đâu là nguyên do chính?

Theo lý thuyết, năng lượng đến từ mặt trời là một nguồn năng lượng khá dồi dào và nếu tận dụng được tối đa nguồn năng lượng này thì một chiếc xe điện có thể vận hành liên tục trong thời gian lâu hơn trước khi cần nạp lại điện ở trạm sạc.

Theo một số nghiên cứu và tính toán, nếu mui xe, nắp ca-pô của một chiếc Tesla Model 3 được phủ bởi các tấm pin năng lượng mặt trời, nó hoàn toàn có thể sạc đầy viên pin 75 kWh của xe trong 6,25 giờ, gần bằng thời gian của một ca làm vào buổi sáng. Điều này thoạt nghĩ sẽ rất đúng vì nếu theo lý thuyết này, chiếc Tesla sẽ được sạc đầy trong lúc bạn làm việc và bạn sẽ chẳng cần quan tâm về mức pin còn lại mà vẫn có thể thoải mái sử dụng.

Tuy nhiên, đó chỉ là lý thuyết khi các tấm pin được mặt trời chiếu rọi và có thể hấp thụ 100% lượng năng lượng từ nguồn này.

Trên thực tế, năng lượng mặt trời chỉ có khoảng 55% là tiếp xúc được đến mặt đất, phần còn lại đã được tầng ozone hấp thụ cũng như phản xạ ngược lại vào không gian. Ngoài ra, độ hiệu quả của tấm pin năng lượng cũng không phải là tối ưu. Ở thời điểm này, pin mặt trời chỉ hấp thụ và chuyển đỏi khoảng 33,7% lượng năng lượng mặt trời tiếp xúc vào chúng.

Quay lại ví dụ trên chiếc Tesla Model 3, nếu đem lý thuyết phía trên đem ra thực tế phía dưới này, chiếc xe nói trên cần đến 8,3 ngày để có thể nạp đầy viên pin. Đó vẫn là với điều kiện nắng mạnh và gần 9 ngày liên tục không mây, không mưa và chỉ có nắng.

Thế nhưng, một số các hãng xe vẫn ra mắt các bản concept của xe điện chạy pin năng lượng mặt trời, điển hình là chiếc xe điện đến từ Aptera. Tuy nhiên, chiếc xe này mặc dù đã đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật để vận hành liên tục mà không cần nạp lại pin nhưng nó vẫn vướng phải một số vấn đề khác ở mặt an toàn và tính thực dụng để có thể đi vào sản xuất thương mại.

Nói cách khác, pin năng lượng mặt trời đến nay vẫn chưa thể được sử dụng rộng rãi trên xe hơi chạy điện một phần do công nghệ hấp thụ và chuyển đổi của tấm pin. Mặt khác, loại năng lượng này lại phải phụ thuộc một phần vào vấn đề thời tiết. Nếu có thể, trong tương lai năng lượng mặt trời vẫn có thể cung cấp năng lượng cho xe nhưng chỉ với vai trò dự phòng, hỗ trợ.

Bên cạnh xe hơi điện chạy bằng năng lượng mặt trời, một số hãng xe có hướng tiếp cận khác hơn để tạo ra điện năng vận hành xe. Nổi bật là tế bào nhiêu liệu hydro và nước. Đây cũng là một hướng tiếp cận dễ dàng hơn nhiều so với năng lượng mặt trời.