Jednou budeme jezdit na slunce

Ta otázka možná není tak stará jako lidstvo samo, přesto vás svou datací první pokusy a prototypy solárního automobilu možná překvapí. První zhruba čtyřiceticentimetrový model automobilu s elektromotorem a fotovoltaickými články na kapotě totiž vznikl již v padesátých letech minulého století.

William G. Cobb, zaměstnanec General Motors, jej pojmenoval Sunmobile a představil jej na chicagském technologickém sjezdu Powerama v roce 1955. Sunmobile sestával z malého elektromotoru a tuctu seleniových fotovoltaických baterií na dřevěném modelu. Motůrek pracoval s až dvěma tisíci otáčkami a potřeboval na to 1,5 voltu. Roztomilý začátek dlouhé cesty, na jejíž konec jsme ještě nedošli.

O tři dekády později vznikl první závod automobilů poháněných sluncem – Tour de Sol ve Švýcarsku. Dva roky nato jej následoval závod nejslavnější, World Solar Challenge (WSC) v Austrálii. Fotovoltaickými panely ověnčené karoserie působí, jako by vypadly z románů science fiction, z dílen NASA nebo snad z dětských kresbiček. Designované jsou tak, aby jejich plocha byla co největší a tvar maximálně aerodynamický kvůli nejnižšímu možnému odporu vzduchu při samotné jízdě. Protože odpor vzduchu znamená nárůst spotřeby a právě limit baterií v poměru k jejich ceně je v současnosti jedním z největších problémů masivnějšího uvedení elektromobilů do provozu.

První WSC, několikadenní závod dlouhý lehce přes 3 000 kilometrů, vyhrálo solární vozítko General Motors s průměrnou rychlostí 67 kilometrů v hodině. O dvacet let později dosahují stroje průměrné rychlosti i přes 100 km/h. A hlavně – pomalu ale jistě začínají připomínat automobily tak, jak si je představuje většina světa.

Je rok 2020. Pětašedesát let uběhlo od postavení prvního modelu solárního elektromobilu Williamem Cobbem, třicet pět let od prvních závodů automobilů tohoto typu. Elektromobilita se v tomto mezidobí stala jedním z nejhlasitějších a nejdiskutovanějších témat nejen automobilového průmyslu, ale i ekologie, myšlenkového směru, který v západní společnosti nikdy nebyl hlasitější. Jak to, že tedy na silnicích nevídáme auta s panely na kapotě? Koncept je to přece na první pohled smysluplný, zodpovědný, ekologický i ekonomický.

Za poslední dekády urazila efektivita fotovoltaických článků velkou cestu. Nejskvělejší solární panely jsou schopné na elektrickou energii přeměnit i více než 50 % energie slunečního záření, které na ně dopadá (komerční a běžně dostupné panely jsou pro porovnání někde na 20 %). A přesto to nestačí. Pro představu, kvalitní panel o ploše jednoho čtverečního metru generuje na přímém slunečním záření přibližně 500 wattů výkonu. Na kapotu automobilu se vejdou zhruba čtyři metry čtvereční panelů – generuje nám tedy energii 2 kilowattů za hodinu. Po šestihodinovém opalování tak má „nabito“ na 30-50 kilometrů, v závislosti na váze, aerodynamičnosti či stylu jízdy. A to vše v ideálních podmínkách a s kvalitní rekuperací brzdné energie.

I přes nepřívětivou matematiku se některé značky odvážně pouštějí do dalších experimentů a pokusů a i díky jejich výzkumu a vývoji technologie postupují neuvěřitelným tempem. Zvyšuje se výkon panelů i kapacita baterií, snižuje se jejich váha. Progresivní společnosti typu Toyota, Tesla či Hyundai mezi nimi nechybí, a dokonce svým zákazníkům solární panely na karoserii nabízejí. Za příplatek, samozřejmě. Ostříleným hráčům však šlapou na paty firmy menší, až start-upové. Nizozemská firma Lightyear představila svůj prototyp „Lightyear One“, který podle informací výrobce na jedno plné nabití ujede více než 700 kilometrů, za každou hodinu solárního dobíjení pak přibližně 12 kilometrů. Plně jej tedy dobijete za zhruba 60 slunečních hodin.
Sion, panely skoro kompletně pokryté hybridní vozítko německého startupu Sono Motors, na jedno nabití za průměrně slunečného dne ujede 33 kilometrů, což už je do každodenního městského provozu ucházející hodnota. Se zajímavým konceptem přišla také společnost Solar Team Eindhoven, jejíž model Stella Era je po vzoru rostlin „heliotropickým“ automobilem, který je možno naprogramovat tak, aby se autonomně přemisťoval ze stínu do slunečního záření. Toyota usilovně vyvíjí nový Prius, který prý nikdy nebude potřeba dobíjet nebo tankovat.

Nebyla by to diskuze o elektromobilitě, aby v ní nepadlo jméno Elona Muska. Americký vizionář (či, podle jiných, tlučhuba) oznámil, že v příplatkové výbavě modelu Cybertruck společnosti Tesla také budou solární panely, umožňující autu denně ujet přes dvacet kilometrů. Za další příplatek je však možné si přikoupit „solární křídla“, výsuvné panely, jimiž auto při parkování zvětší fotovoltaickou plochu. S nimi se dojezd až ztrojnásobí.

A přitom to byl právě Elon Musk, který prohlásil: „Nejméně efektivní místo k umístění solárních panelů je auto.“ Není přitom daleko od pravdy – alespoň pro tuto chvíli. Náklady na výrobu solárních panelů nejvyšší ale stále nedostačující efektivity jsou mimořádně vysoké a jejich výroba není vzhledem k požadavkům na použité materiály také úplně nakloněná ekologii. Dojezd automobilů při stávajícím výkonu fotovoltaiky je pro většinu populace nepraktický. A proto někteří výrobci upozorňují na logickou alternativu: větší plochy fotovoltaických panelů, které slouží k dobíjení dobíjecích stanic. V zámoří na tomto principu funguje například projekt společnosti Envision Solar, o kterém jsme psali už dříve . V tuzemských luzích a hájích pak dobíječku napojenou přímo na sluníčko v současnosti připravuje i společnost E.ON nedaleko Břeclavi.
Naši čtyřkoloví mazlíčci a další přibližovadla tak mohou jezdit na sluneční energii, aniž by si ji samy nutně vyráběly. Při stávajících hodnotách výkonnosti panelů, kapacit baterií, jejich spotřebě a průměrném ročním nájezdu 15 000 kilometrů je pro plynulý provoz zapotřebí zhruba 3‒4 kilowattový systém. Tedy panely o ploše kolem 25‒30 čtverečních metrů. A to není úplně nepřekonatelná překážka.

Ať už budou polární panely na kapotách nebo dobíjecích stanicích (nebo na obojím), solární autojízdu čeká prosluněná budoucnost.