Académicos de universidades de Ucrania, Letonia y Eslovaquia han evaluado el impacto de la energía fotovoltaica integrada en el vehículo (VIPV, por sus siglas en inglés) en el kilometraje de los vehículos eléctricos. Utilizaron un Volkswagen e-Golf serie 7 EV de 2017 en Kiev para determinar la distancia que la electricidad solar podría alimentarlo con una sola carga completa de su batería. Compararon los resultados de un sistema VIPV fijo con un sistema de seguimiento de un solo eje.
El grupo determinó que la superficie disponible del techo del vehículo era de 1.468 mm x 1.135 mm. Basándose en esas dimensiones, supusieron que el techo del coche podía alojar dos paneles solares de 120 W y un módulo monocristalino de 50 MW del fabricante chino Xinpuguang. Conectaron los tres paneles en paralelo, lo que dio como resultado una potencia máxima de 257,92 W.
A continuación, los investigadores calcularon la generación de electricidad fotovoltaica en días típicos de enero, abril, julio y octubre. A partir de los datos de las pruebas automovilísticas del Nuevo Ciclo de Conducción Europeo (NEDC) y de la Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos (EPA), los académicos compararon la distancia adicional que podría recorrer el VE utilizando energía solar. Supusieron que los módulos solares sólo podían cargar las baterías del VE mientras estaba aparcado.
Los resultados muestran que el sistema VIPV fijo podría producir 1.587 kWh de electricidad en julio, lo que permitiría al VE recorrer 7,98 km según la norma EPA, o 12,64 km según la NEDC.
“Esto supone el 3,99% y el 6,32% de la autonomía máxima del viaje con una carga completa de la batería, respectivamente”, señalan los científicos. En enero, el sistema fijo produce 291 kWh, o una autonomía de 1,55 km (EPA) y 2,32 km (NEDC), el 0,77% y el 1,16% de la autonomía máxima, respectivamente.
El sistema de seguimiento produce la misma energía que el sistema fijo en verano, pero su rendimiento es superior en primavera, otoño e invierno. Los mejores resultados se obtuvieron en enero, cuando el VE pudo recorrer 3,01 km (EPA) o 4,52 km (NEDC), lo que corresponde a un 1,51% y un 2,26% del kilometraje máximo posible con una sola carga de batería, respectivamente.
“Las ventajas reales pueden ser inferiores a las proporcionadas (…) debido a la energía gastada para ajustar la plataforma del techo de seguimiento solar y a posibles limitaciones que impidan una orientación perfecta”, señalaron los autores.
Los científicos afirman que, aunque el sistema VIPV de seguimiento alimenta el VE entre 1,46 km y 2,2 km más en enero, el LCOE de la solución es un 40% superior al del sistema de inclinación fija. Según sus cálculos, el LCOE del sistema fotovoltaico con cero grados de inclinación es de 0,6654 dólares/kWh. Para un sistema con 20 u 80 grados de inclinación, el LCOE es de 1,1013 dólares/kWh. El tiempo de amortización de cada sistema es de 5,32 y 5,07 años, respectivamente.
“Dada la escasa diferencia en el [periodo de amortización], el conductor de un VE normal puede darse por satisfecho con el sistema sin ajuste de inclinación, ya que una plataforma de techo con seguimiento solar requiere unos gastos de inversión iniciales significativamente mayores y dificulta la instalación”, concluyen los científicos.
Los científicos describieron sus hallazgos en “Application of photovoltaic panels in electric vehicles to enhance the range” (Aplicación de paneles fotovoltaicos en vehículos eléctricos para aumentar la autonomía”), publicado recientemente en Heliyon.
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