もし電気自動車にソーラーパネルを付けたら、それだけで走ることができるの?

もし電気自動車にソーラーパネルを付けたら、それだけで走ることができるの?

こんにちは!やわらか先生(@it_drone)です!

今日は電気自動車にソーラーパネルを付けたら、それだけで走ることができるのかどうかを計算してみようと思います!

まずは条件を列挙していこうと思います。

条件

-車に搭載されたソーラーパネルの面積 : 2m²

だいたい1[m]×2[m]でこのくらいかなーと思います。

-車は週に6時間しか稼働しない

週末にどっかお出かけするくらいですね!

-バッテリーは週に24時間×7日 – 6時間 = 162時間充電される

週末に走っているとき以外は充電を行っているとしました!

今回はこの3条件で考えてみます。

自分で定めたパラメータ

-発電効率 22.1%

これは太陽電池モジュール Sシリーズ(360W・265W)を参考にしました。発電効率は15%ほどだと思っていたので、メーカーの努力を感じました(笑)

-消費電力(モータ、ヒータ)  1kWhの電力量で、7km 走行

これは電気自動車やPHEVの電費とは?を参考にしました。
1kWhの電力量で、4~10km 走行と書いてあったので、平均を取って7kmとしました!

-発電出力平均 0.442[kW]  (以下の計算にて算出)

-リチウムイオン電池エネルギー密度 150Wh/kg

-リチウムイオン電池の充放電効率 95%

-リチウムイオン電池重量 最低0.48[kg] (以下の計算にて算出)

実際に計算してみた

太陽から宇宙空間を経て地球に到達する太陽の放射エネルギーを定義する量として、太陽エネルギーがあります。

単位面積あたり単位時間の太陽エネルギー量は約 1.4kW/m2であり、この太陽エネルギーは、その約 30%が地表面による反射や大気中での散乱、雲による反射により宇宙空間に戻ります。

残りの約 70%は地表に達する太陽エネルギーとなり、その量は約 1.0kW/m2です。

次に東芝の太陽電池モジュール Sシリーズから発電効率を参照して、発電効率は22.1%と仮定しました。

車に搭載されたソーラーパネルの面積は2m²であるので、このソーラーパネルの発電出力平均は

1.0[kW/m2]×22.1/100×2[m²]=0.442[kW]

です。

162時間充電されるので、この電池に充電されるのは

0.442[kW]×162[h]=71.6[kWh]

です。

また、リチウムイオン電池の充放電効率は95%であるので、実際に使用できる電力は68[kWh]です。

また、1時間に50km走行するとすると、週に必要な電力は

50[km]÷7[km/kWh]×6=42.9[kWh]

の電力を必要とします。

これは電池に使用できる電力量よりも小さいので、走ることができそうですね!

電池の重量

最後におまけで、必要最低限のリチウムイオン電池重量を考えます。

1週間で充電される電力量は71.6[kWh]であるので、これを電池エネルギー密度で割ると、480[kg]となりました。

実際にこんなに容量が少ないと全然充電が足りないので、これの10倍の4.8[kg]ほどが適正だと思います!

実際ソーラーパネルが車に搭載されたら、スタイリッシュだし、エコでかっこいいですよね!

ではまたお会いしましょう^^