ソーラーカー

ソーラーカーは、公道やレーストラックで使用するソーラー車両です。ソーラー車両は、太陽光を利用して車両に全電力または一部の電力を供給するために、内蔵型太陽電池を使用する電気自動車です。ソーラー車両には通常、太陽電池と回生ブレーキからのエネルギーを調整して蓄える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、外部電源に接続して、バッテリーの充電に使用する太陽光の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、自動車の各業界で一般的に使用されてい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に、常にエネルギー効率を重視しています。ほとんどのソーラーカーは、ソーラーカーレースを目的として製造されています。ただし、公道での使用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。

世界にはさまざまなソーラーカー競技会があり、一般的には大学や企業のチームが参加しています。最も有名な競技会は、オーストラリアで開催される国際競技会であるワールド・ソーラー・チャレンジです。その他の競技会には、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台という限られた納品ペースであった。^[1] 2023年1月に同社は車両の製造と販売を中止し、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2024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）を使用する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、流れて電流が生成されます。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、効率は15〜25％です。

最初に発明されたソーラーカーのモデルは、ゼネラルモーターズの従業員ウィリアム・G・コブが作った15インチの小さな車でした。彼はサンモービルと名付け、1955年にシカゴのパワーマ大会でそれを展示しました。それは12個のセレン光電池と小さな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追加し、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]

ソーラーアレイは、太陽光を電気に変換する数百の 太陽電池で構成されています。アレイを構築するには、PVセルをまとめてモジュールを形成し、それをまとめてアレイを形成します。^[8]使用されている大型アレイは、2キロワット（2.6馬力）を超える電力を生成できます。

ソーラーアレイは 6 つの方法で取り付けることができます。

• 水平。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、一日の大半にわたって最大の電力を供給し、風との相互作用がほとんどありません。水平アレイは、一体化することも、フリーキャノピーの形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に自立型または一体型の帆に見られることがあります。 ^[9]有用な太陽光発電は、朝、夕方、または冬、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電力を増やすために、自由ソーラー アレイは移動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ことです。2 軸調整は、空気抵抗が道路車両ほど重要でない海洋車両にのみ見られます。

• 

  統合されています。一部の車両では、利用可能なすべての表面を太陽電池で覆っています。一部のセルは最適な角度になりますが、他のセルは日陰になります。
• 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乗り物を改造するのに特に便利です。トレーラーの中には、バッテリーも含まれているものや、駆動モーターも含まれているものもあります。
• 遠隔地。車両ではなく固定された場所に太陽電池アレイを取り付けることで、電力を最大化し、抵抗を最小化できます。ただし、仮想グリッド接続では、実際のソーラー車両よりも電気損失が多くなり、バッテリーが大きくなければなりません。

ソーラー アレイの形状の選択には、出力、空気抵抗、車両質量の最適化、および実用上の考慮事項が含まれます。たとえば、自由な水平キャノピーは、セルを統合した車両の表面積の 2 ～ 3 倍になりますが、セルの冷却と乗員への日陰の効果が向上します。また、薄くて柔軟なソーラー アレイも開発中です。

ソーラーカーのソーラー アレイは、固定式のソーラー アレイとはまったく異なる方法で取り付けられ、カプセル化されています。ソーラーカーのソーラー アレイは通常、工業用両面粘着テープを使用して車体に直接取り付けられます。アレイは、テドラーの薄い層を使用してカプセル化されています。

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。他のソーラーカーは効率が約20%のシリコン太陽電池を使用しています。^[10]

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。

ソーラーカーに使用されるモーターは通常約2〜3馬力を発揮しますが、^[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/h））に達する可能性があります。^[12]

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では、世界中から参加者が集まり、オーストラリア大陸を3,000キロメートル（1,900マイル）の距離を横断するレースが行われます。車両の速度は着実に向上しています。たとえば、2005年のレース参加者の速度が高かったため、2007年のレースと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・チャレンジは、以前は「ノース・アメリカン・ソーラー・チャレンジ」や「サンレイスUSA」として知られており、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します。このレースでは、チームが規制された速度制限に達したため、最新のレースのルールも変更されました。最新のアメリカン・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]

デル・ウィンストン スクール ソーラー カー チャレンジは、高校生が毎年参加するソーラー パワー カー レースです。このイベントには世界中からチームが参加しますが、そのほとんどはアメリカの高校のチームです。このレースは 1995 年に初めて開催されました。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最終成果です。奇数年のレースは、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地点とするロード コースで行われます。コースの終点は年によって異なります。偶数年のレースは、テキサス モーター スピードウェイを周回するトラック レースです。デルは 2002 年からこのイベントのスポンサーを務めています。

南アフリカ ソーラー チャレンジは、南アフリカ全土を 2 年に 1 回、2 週間にわたってソーラー パワー カーが走るレースです。チームは独自のカーを製作し、独自のエンジニアリング システムを設計し、その同じマシンで、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り抜け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人々の関心を集められること、また FIA から必要な国際的支援を受けていることを証明しました。9 月下旬、参加者は全員プレトリアを出発し、N1 経由でケープ タウンに向かい、海岸沿いにダーバンまでドライブし、10 日後にプレトリアのゴール ラインに戻る途中、断崖を登ります。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の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部でした。

ギネス世界記録は、ソーラーパネルのみで動く車両の陸上速度記録を認定している。この記録は現在、芦屋大学のスカイエース TIGAが保持している。^[14]時速91.332キロ（時速56.75マイル）の記録は、2014年8月20日に沖縄県宮古島市下地島空港で樹立された。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という車が保持していた。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、車はソーラーパネルのみで動くようになった。^{[15]時速88.8キロ（時速55.2マイル）の記録は、2011年1月7日に}ナウラのHMAS アルバトロス海軍航空基地で樹立され、ゼネラルモーターズの車サンレイサーが保持していた時速78.3キロ（時速48.7マイル）の記録を破った。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回の走行の平均です。

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。^{[16 ]}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。^[17]

中国のソーラーパネルメーカーである漢能科技は、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。^{[18] [19]}漢能科技によると、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。^[20]最大走行距離は約350km（217マイル）である。

2019年6月、太陽光発電のライトイヤーワンが発表された。これはその後ライトイヤー0と改名された。テスラとフェラーリの元エンジニアによって設計され、車のボンネットと屋根はソーラーパネルでできている。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る。^[21] 2021年9月、ライトイヤー社は149,000ユーロの費用でこの車両を限定生産するのに十分な資金を調達し、2022年に最初のユニットを納入すると報じられた。^[22]

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、太陽光発電で非常に効率的な「充電不要」のEV、アプテラの資金調達キャンペーンを発表しました。 ^{[23] [24]}この資金調達キャンペーンは成功し、最初のアプテラの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。^[25] 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。

ドイツの自動車メーカーAudiは2020年7月、イスラエルの新興企業Apollo-Power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MOUを締結した。Apollo-Powerの目標は、世界中のすべての自動車を太陽光発電にすることです。

2019 年に Squad Mobility の Squad Solar City Car が発表され、2022 年 5 月にようやくメディアで紹介されました。Squad Solar City Car は、(郊外) 都市での使用を目的とした初のソーラー マイクロ カーです。

• ソーラーカーチーム一覧
• 試作ソーラーカー一覧
• 電動ボート
• キットカー
• 静かな達成者
• 電動三輪車の一覧
• 太陽光発電製品一覧

• https://scientificgems.wordpress.com/solar-racing/american-solar-challenge-2018/

ウィキメディア・コモンズには、太陽光発電自動車に関連するメディアがあります。

Wikinewsには関連ニュースがあります:

• ソーラーカーが世界を旅する