El sueño de un coche alimentado enteramente por energía solar suena idílico: un vehículo que carga su batería mientras está en movimiento o estacionado, sin depender de la infraestructura de recarga ni de combustibles fósiles. Sin embargo, en la práctica, un automóvil que funcione exclusivamente con energía solar no es viable, al menos con la tecnología actual.
No vamos a entrar en la viabilidad económica sino en la técnica y tecnológica. Hablo de la viabilidad económica porque también es digna de mención, después de que proyectos de coches solares como el de Lightyear o el Sono Motors no tuvieran más remedio que declararse en bancarrota. Pero nos centraremos ahora en las limitaciones de la tecnología.
La potencia limitada de los paneles solares
Para que un coche se pueda mover solamente con energía solar, necesita captar, convertir y almacenar suficiente energía para superar la resistencia al aire, la fricción de la carretera, el peso del vehículo y la aceleración. Los paneles solares, incluso los más eficientes, tienen una capacidad limitada para generar energía debido a factores como el área disponible en la superficie del vehículo, la eficiencia de las celdas solares y las condiciones climáticas.
Los paneles solares convencionales de silicio monocristalino tienen una eficiencia promedio de alrededor del 20-22%, aunque algunos de última generación pueden alcanzar un 25%. Esta cifra significa que de la energía solar que incide en ellos, solo se convierte en electricidad una cuarta o quinta parte, según el panel.
La cantidad de energía total capturada depende de la superficie que pueden cubrir en el coche, lo que nos lleva a la siguiente pregunta: ¿cuánta potencia se obtiene realmente si cubrimos con paneles solares toda la carrocería del coche?
Energía solar captada en un día soleado
Para analizar ese apartado, imaginemos un coche de tamaño medio con paneles solares en el capó, el techo y el lateral de la carrocería, con un área estimada de 7 metros cuadrados. Para este caso teórico, vamos a dejar de lado las dificultades que un coche así supondría en cuanto a producción en serie y viabilidad económica.
En un día soleado, con radiación solar directa de unos 1.000 vatios por metro cuadrado (W/m²), este hipotético coche que hemos imaginado podría recibir unos 7.000 vatios. Sin embargo, considerando una eficiencia del 22%, la potencia efectiva generada sería de alrededor de 1.540 W.
La cantidad de energía disponible durante un día completo de exposición solar directa (unas 6-7 horas de luz intensa) sería aproximadamente entre 9.240 y 10.780 Wh, equivalente a 9,24-10,78 kWh. Tomemos como referencia un término medio, 10 kWh, para los cálculos siguientes. Para entender hasta qué punto nos serviría esta cantidad de energía, debemos compararlo con las necesidades energéticas de un coche eléctrico típico.
Demanda energética de un vehículo eléctrico
Uno de los coches eléctricos más eficientes hoy en día, el Tesla Model 3, consume alrededor de 15 kWh para recorrer 100 kilómetros en condiciones reales normales. No obstante, la mayoría de coches eléctricos consumen algo más, en torno a 18-20 kWh cada 100 kilómetros.
Si consideramos una demanda energética de 18 kWh por cada 100 km, la energía diaria captada por los paneles solares (10 kWh) permitiría recorrer apenas unos 55 kilómeteros en un día soleado, siempre que el coche esté inmóvil para optimizar la captación solar. Sin embargo, en la práctica, la captación solar es menor durante la conducción, debido a factores como la variación de ángulos y las sombras, lo que reduciría aún más la energía captada.
Por tanto, en un entorno urbano (con edificios, vehículos más grandes y/o árboles haciendo sombra) o en un día nublado, donde el coche no recibe tanta luz directa y está en movimiento, esta cifra se reduciría drásticamente. Incluso en condiciones ideales, 50-60 kilómetros de autonomía máxima es insuficiente a todas luces (valga el juego de palabras) para poder circular con un mínimo de tranquilidad. De hacer viajes fuera de la ciudad ni hablamos.
Por esta razón, el Lightyear One montaba una batería de 60 kWh de capacidad, similar a la de un Tesla Model 3 estándar. Es más llamativo anunciarlo como coche solar, pero realmente era un coche eléctrico de batería con un pequeño complemento solar. También el Aptera necesita baterías, con cuatro opciones entre 25 y 100 kWh.
Otros factores que limitan el potencial de los coches solares
Hemos tenido en cuenta condiciones ideales en cuanto a exposición solar, pero las condiciones climáticas son variables según la estación del año y, lógicamente, el sitio. España tiene muchas horas de luz solar, pero en otras partes del mundo la cifra es muy inferior. En invierno, incluso en España, hay menos horas de luz intensa, con lo que la captación de energía solar se reduce drásticamente.
También influye el ángulo de incidencia solar. La generación de energía solar es más eficiente cuando los rayos del sol inciden directamente en las celdas. En un coche en movimiento, el ángulo óptimo rara vez se mantiene, y cualquier sombra o ángulo no perpendicular a la fuente reduce la cantidad de energía captada.
Por último, aunque no menos importante, tenemos que considerar la eficiencia del almacenamiento. La energía captada debe almacenarse en la batería del coche para que podamos usarla cuando se necesite. Sin embargo, las baterías actuales no son 100% eficientes, lo que significa que una pequeña parte de la energía captada se pierde durante el almacenamiento y la conversión posterior.
Los paneles solares en coches eléctricos: una ayuda, no una solución
Con la tecnología actual, un coche puramente solar no es viable, pero los paneles solares pueden ser útiles como fuente de energía complementaria para funciones auxiliares del vehículo, como el sistema de climatización, las luces o la electrónica interna.
En pocas palabras...
De manera resumida, las limitaciones en la generación de energía con paneles fotovoltaicos, junto con los altos requisitos energéticos de un vehículo, hacen que los paneles solares instalados en el vehículo no puedan producir la cantidad de energía necesaria para moverlo más allá de unas decenas de kilómetros diarios.
Si bien la tecnología solar fotovoltaica es una solución interesante para conseguir energía limpia y por poco dinero, no es una opción viable para los coches eléctricos debido a las limitaciones técnicas y físicas. Al menos hoy por hoy.
La energía captada por los paneles solares instalados en un coche es insuficiente para mover el vehículo de manera sostenida en el tiempo, especialmente en condiciones de baja irradiación solar. A medida que la tecnología de las células solares evolucione y sean más eficientes, el papel de los paneles solares en los vehículos eléctricos quizá podría ir aumentando. De momento, no son una alternativa.
