ソーラーカー
ソーラーカーは、公道やレーストラックで走行するソーラーカーです。ソーラーカーは、内蔵の太陽電池を用いて太陽光で車両に全電力または一部の電力を供給する電気自動車です。ソーラーカーには通常、太陽電池と回生ブレーキからのエネルギーを調整・蓄電するための充電式バッテリーが搭載されています。一部のソーラーカーは、外部電源に接続することで、バッテリー充電に使用する太陽光電力を補うことができます。
ソーラーカーは、航空宇宙、自転車、代替エネルギー、自動車産業で一般的に用いられる技術を組み合わせたものです。ソーラーカーの設計では、太陽光から得られる限られたエネルギーを最大限に活用するため、常にエネルギー効率が重視されています。ほとんどのソーラーカーはソーラーカーレース用に製造されていますが、公道走行を目的としたソーラーカーのプロトタイプもいくつか設計・製造されています。
世界には様々なソーラーカー競技会があり、主に大学や企業のチームが参加しています。最も有名なのは、オーストラリアで開催される国際大会「ワールド・ソーラー・チャレンジ」です。他には、「アメリカン・ソーラー・チャレンジ」や「ユナイテッド・ソーラー・チャレンジ」などの競技会があります。
2022年12月時点で、生産に至ったソーラーカーはLightyear 0のみで、週1台という限られたペースで納品されている。[ 1 ] 2023年1月、同社は車両の製造と販売を停止し、車両メーカーの製造会社であるAtlas Technologies BVは破産保護を申請した。[ 2 ] [ 3 ]
アプテラの生産は2025年に開始される予定である。[ 4 ]
ソーラーカーは、太陽光を電気に変換する太陽電池（PVセル）を用いたソーラーアレイに依存しています。太陽エネルギーを熱に変換する太陽熱エネルギーとは異なり、PVセルは太陽光を直接電気に変換します。 [ 5 ]太陽光（光子）がPVセルに当たると、電子が励起され、流れて電流が発生します。PVセルは、シリコンやインジウム、ガリウム、窒素の合金などの半導体材料で作られています。結晶シリコンは最も一般的に使用される材料であり、変換効率は15～25%です。
歴史
最初のソーラーカーは、ゼネラルモーターズの社員ウィリアム・G・コブが開発した直径15インチの小型車両「サンモービル」でした。彼は1955年にシカゴで開催されたパワーアマ大会でこの車両を展示しました。この車両は12個のセレン光電池と小型電気モーターで構成されていました。[ 6 ]
1962年、インターナショナル・レクティファイアー社は1912年製のベイカー・エレクトリックにソーラーパネルを搭載し、乗客を乗せることができる最初のソーラーカーを発表しました。[ 7 ]
太陽光発電パネル
太陽光発電アレイは、太陽光を電気に変換する数百個の 太陽電池で構成されています。アレイを構築するには、複数の太陽電池セルをモジュール状に並べてアレイを形成し、さらに複数のモジュールを並べてアレイを形成します。[ 8 ]現在使用されている大型のアレイは、2キロワット（2.6馬力）を超える電力を発電できます。
ソーラーアレイは次の 6 つの方法で取り付けることができます。
- 水平配置。この最も一般的な配置は、低緯度地域または高緯度地域の夏季において、日中のほとんどの時間帯で最大の電力を供給し、風との相互作用もほとんどありません。水平アレイは、一体型にすることも、フリーキャノピー型にすることもできます。
- 垂直。この配置は、風力エネルギーを利用するための自立型または一体型の帆で見られることがあります。 [ 9 ]太陽エネルギーの有効利用は、朝、夕方、冬、および車両が正しい方向を向いているときに限られます。
- 調整可能。太陽が低く、横に寄っているときに発電量を増やすため、自由形ソーラーパネルは走行軸を中心に傾けることがよくあります。別の方法としては、駐車時に車両全体を傾ける方法があります。2軸調整は、道路車両よりも空気抵抗が重要でない船舶車両にのみ見られます。
アムステルダムで開催されたFully Charged 2022イベントで発表されたSquad Solar City Car 。 - トレーラー。ソーラートレーラーは、自転車など、安定性の低い既存の車両を改造するのに特に便利です。トレーラーの中にはバッテリーが内蔵されているものや、駆動モーターが内蔵されているものもあります。
- 遠隔地。太陽電池を車両ではなく固定された場所に設置することで、電力を最大化し、抵抗を最小限に抑えることができます。ただし、仮想的な系統接続では、真のソーラー車両よりも電気損失が大きくなり、バッテリーの容量も大きくなります。
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ソーラーパネルの形状選択には、出力、空力抵抗、車両質量の最適化に加え、実用性も考慮する必要があります。例えば、水平方向に自由に配置されたキャノピーは、一体型セルを搭載した車両に比べて表面積が2～3倍になりますが、セルの冷却効果と乗員への日陰効果が向上します。また、薄型でフレキシブルなソーラーパネルも開発中です。
ソーラーカーのソーラーパネルは、据置型のソーラーパネルとは大きく異なる方法で取り付けられ、封止されています。ソーラーカーのソーラーパネルは通常、工業用両面粘着テープを用いて車体に直接取り付けられます。また、薄いテドラー層で封止されています。
一部のソーラーカーは、効率が約30%のガリウムヒ素太陽電池を使用しています。また、効率が約20%のシリコン太陽電池を使用しているソーラーカーもあります。[ 10 ]
電池
一般的なソーラーカーのバッテリー パックは、太陽光がなくても 250 マイル (400 km) 走行でき、時速 60 マイル (97 km/h) の速度で連続走行できるほどの容量です。
モーター
ソーラーカーに使われるモーターは通常2～3馬力程度の出力しかありませんが[ 11 ] 、実験的な軽量ソーラーカーは一般的なファミリーカーと同じ速度（時速100マイル（160km））に達することもあります。[ 12 ]
レース
ソーラーカーレースには、ワールド・ソーラー・チャレンジとアメリカン・ソーラー・チャレンジの 2 つがあり、さまざまな大学や企業のチームが競い合う、陸上の道路ラリー形式の競技です。
ワールド・ソーラー・チャレンジは、世界中から集まった参加者がオーストラリア大陸を横断し、3,000キロメートル（1,900マイル）の距離を競うレースです。車両の速度は着実に向上しています。例えば、2005年のレース参加者の速度の高さから、2007年と2014年のレースからソーラーカーのルールが変更されました。
アメリカン・ソーラー・チャレンジ（旧称「ノース・アメリカン・ソーラー・チャレンジ」および「サンレイスUSA」）は、主に大学チームがアメリカとカナダでタイムインターバルでレースを行うレースです。このレースでは、チームが規制速度制限に達したため、直近のレースではルールが変更されました。直近のアメリカン・ソーラー・チャレンジは、2022年7月9日から7月16日まで、ミズーリ州インディペンデンスからアイダホ州ツインフォールズまで開催されました。 [ 13 ]
ソーラーカーチャレンジは、高校生のための毎年恒例のソーラーカーレースです。世界中からチームが参加しますが、主にアメリカの高校生が参加しています。このレースは1995年に初開催されました。各イベントは、ウィンストン・ソーラーカー・チームが開始した2年間の教育サイクルの成果です。奇数年は、テキサス州ラウンドロックのデル・ダイヤモンドをスタートとするロードコースでレースが行われます。コースの終点は年によって異なります。偶数年は、テキサス・モーター・スピードウェイを周回するトラックレースでレースが行われます。
南アフリカソーラーチャレンジは、2年に1度、南アフリカ全土を2週間かけて走るソーラーカーのレースです。チームは独自の車両を製作し、独自のエンジニアリングシステムを設計し、その同じ車両で、ソーラーカーがこれまで経験したことのない最も過酷な地形を走らなければなりません。2008年のレースは、このイベントが一般の関心を集められること、そしてFIAからの必要な国際的支援を得られることを証明しました。9月下旬、すべての参加者はプレトリアを出発し、N1経由でケープタウンに向かい、その後海岸沿いにダーバンまで走り、断崖を登って10日後のプレトリアのゴールに戻ります。2008年、このイベントは国際ソーラーカー連盟（ISF）、国際自動車連盟（FIA）、世界自然保護基金（WWF）の支援を受け、これら3つの組織から支援を受けた初のソーラーレースとなりました。
他にも、鈴鹿、フェートン、WGC（WSR/JISFC/WSBR）、台湾の世界ソーラーラリーなど、長距離レースがあります。鈴鹿とWGCは日本で毎年開催されるトラックレースで、フェートンは2004年のオリンピック直前にギリシャで開催された文化オリンピックの一環として開催されました。
スピード記録
ギネス世界記録は、ソーラーパネルのみで駆動する車両の陸上速度記録を認定しています。この記録は現在、芦屋大学のスカイエースTIGAが保持しています。[ 14 ]時速91.332km（時速56.75マイル）の記録は、2014年8月20日に日本の沖縄県宮古島市にある下地島空港で樹立されました。以前の記録は、ニューサウスウェールズ大学のサンスイフトIVが車両で保持していました。25キログラム（55ポンド）のバッテリーが取り外されたため、車両はソーラーパネルのみで駆動しました。[ 15 ]時速88.8km（時速55.2マイル）の記録は、2011年1月7日にナウラの海軍航空基地HMAS アルバトロスで樹立され、ゼネラルモーターズ車サンレイサーが以前に保持していた時速78.3キロメートル（時速48.7マイル）の記録を破りました。この記録は、500メートル（1,600フィート）の飛行区間で達成され、反対方向への2回の飛行の平均です。
公共用車両
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最初のソーラーファミリーカーは2013年に製造されました。[ 17 ]ケースウェスタンリザーブ大学の研究者たちは、ソーラーパネルに使用される材料のおかげで、より速く充電できるソーラーカーも開発しました。[ 18 ]
中国の太陽光パネルメーカーである漢能（ハンエナジー）は、リチウムイオン電池を搭載したソーラーカーを製造し、中国の消費者に販売する計画である。[ 19 ] [ 20 ]漢能によると、5～6時間の日光があれば、車の薄膜太陽電池は1日あたり8～10kWhのエネルギーを生成し、太陽光エネルギーだけで約80km（50マイル）走行できるという。[ 21 ]最大走行距離は約350km（217マイル）である。
2019年6月、太陽光発電式のLightyear One（ライトイヤー・ワン）が発表されました。その後、 Lightyear 0と改名されました。テスラとフェラーリの元エンジニアによって設計されたこの車両のボンネットとルーフは、ソーラーパネルで構成されています。この車両は通常の電力だけでなく、急速充電ステーションでも充電できます。[ 22 ] 2021年9月、Lightyear社は、この車両を14万9000ユーロで限定生産するための資金を調達したと報じられました。最初のユニットは2022年に納入される予定です。[ 23 ]
2019年8月、アプテラモーターズは、最大1000マイルの航続距離を誇る、太陽光発電式の非常に効率的な「充電不要」EV、アプテラの資金調達キャンペーンを発表しました。 [ 24 ] [ 25 ]この資金調達キャンペーンは成功し、最初のアプテラプロトタイプが公開され、EVは2020年12月4日に発売されました。[ 26 ] 2023年7月現在、3世代のプロトタイプが構築・公開されており、生産設備とツールの取得が行われており、資金調達は継続されています。
2020年7月、ドイツの自動車メーカーであるアウディは、イスラエルのスタートアップ企業であるアポロパワーと、同社独自の軽量フレキシブルパネルを自動車部品に組み込む開発計画に関する覚書（MOU）を締結しました。アポロパワーの目標は、世界中のすべての自動車を太陽光発電対応車にすることです。
2019年にSquad Mobility社が発表したSquad Solar City Carは、2022年5月についにメディアで公開されました。Squad Solar City Carは、都市部（郊外）での使用を目的とした初のソーラーマイクロカーです。
2025年5月、ソーラー・トランスポート・システムズは、地域交通用の太陽光発電車両として設計されたINTIソーラー・ネイバーフッド・カーを発売しました。この車両は、太陽光発電による航続距離と、ソーラーバッテリー充電による走行機能の両方を備えています。[ 27 ] [ 28 ]
参照
参考文献
- ^ 「Lightyear 0 ソーラーEVが週1台のペースで生産開始」 InsideEVs 2023年1月18日閲覧。
- ^ 「ライトイヤー0部門が倒産、将来の自動車計画への影響は不明」 DutchNews.nl 。2023年1月26日閲覧。
- ^ 「Lightyear 0の生産を一時停止、同社は手頃な価格のモデルに注力」InsideEVs。2023年1月24日閲覧。
- ^ 「Aptera社、4万ドルの太陽光発電EVをついに今年発売へ。信じていいのだろうか？」 MotorTrend 2025年1月17日2025年6月7日閲覧。
- ^ 「ピメンテル、D.「再生可能エネルギー：経済と環境の問題」. 2020年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年1月28日閲覧。
- ^ "「ソーラーカーの歴史 - ソーラーパワーガイド - インフォグラフィック」「 . ボブ・ロバートソン. 2023年9月26日閲覧。
- ^ 「ソーラーカーの歴史」 Electrek . 2023年5月2日閲覧。
- ^リンチ、J.、太陽光からの電力：太陽光発電
- ^ The Leading Edge、玉井五郎、ロバート・ベントレー社、1999年、137ページ
- ^ 「ソーラーカー」 .ヴァンガード・ニュース. 2014年3月3日. 2022年6月17日閲覧。
- ^ 「なぜ実用的な太陽光発電自動車ではないのか？」 Welweb.org 。 2017年12月11日閲覧。
- ^ツアーで最速のソーラーカー
- ^ 「2022 American Solar Challenge – ASC & FSGP」 . 2023年12月16日閲覧。
- ^ 「最速のソーラーパワー車両」ギネス世界記録。2014年8月20日。 2017年12月11日閲覧。
- ^世界最速のソーラーカーがギネス世界記録を破る
- ^ 「ABT e-Line、ID. Buzzのルーフ用ソーラーモジュールを開発。日常使用時の航続距離が延び、キャンピングカーの自給自足性も向上」 ABT Sportsline . 2023年4月6日. 2025年12月1日閲覧。
- ^ 「学生チームが世界初の太陽光発電ファミリーカーを発表」 Tue.nl. 2013年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年12月11日閲覧。
- ^ 「極小太陽電池で、走行中の電気自動車の充電も間もなく可能になる」 Gizmag.com、2015年8月29日。 2017年12月11日閲覧。
- ^ 「Hanergy、技術の活用拡大に向け太陽光発電車を発表」ブルームバーグ、2016年7月2日。 2017年12月11日閲覧。
- ^ Tycho De Feijter. 「Hanergyが中国で太陽光発電自動車を発売」 Forbes.com . 2017年12月11日閲覧。
- ^ 「Hanergyが太陽光発電の『ゼロチャージ』EVを発表」 RenewEconomy、2016年7月4日。 2017年12月11日閲覧。
- ^ 「Lightyear Oneは長距離走行可能な太陽光発電EVです」 2019年6月26日。
- ^ライトイヤー、1億1000万ドルを調達し、17万ドルの「ソーラー」電気自動車を市場に投入 - Electrek (アーカイブ)
- ^ Voelcker, John (2019年8月28日). 「独占記事：3輪駆動のApteraが世界最高効率の電気自動車として復活」 . IEEE Spectrum . IEEE . 2020年1月20日閲覧。
- ^ 「Aptera Motors Corp. | Electric Vehicles」 . Aptera . Aptera Motors Corp. 2020年1月4日閲覧。
- ^ Hardwick, Sarah (2020年12月4日). 「Aptera、初の充電不要ソーラーカーを発表」 . Aptera_Motors . 2020年12月6日閲覧。
- ^スタッフ（2025年6月16日）「ソーラー・トランスポート・システムズ、INTIソーラー・ネイバーフッド・カーを発売」ブレバード・ビジネス・ニュース。2025年7月31日閲覧。
- ^サンガラン、ジェニファー（2025年6月2日）「INTIソーラーカー、フロリダ工科大学のVERTEXで発表」フロリダ・トゥデイ。2025年7月31日閲覧。
外部リンク
