Un estudio europeo demostró que la integración de paneles solares en vehículos eléctricos comerciales puede extender su autonomía en 530 km.
La energía fotovoltaica integrada en vehículos (VIPV) ha sido objeto de investigación desde la década de 1960, principalmente en competencias de vehículos solares ligeros y aerodinámicos. En los últimos años, varios fabricantes han comenzado a ofrecer automóviles con techos solares o módulos fotovoltaicos integrados en cajas refrigeradas para camiones.
Sin embargo, estas aplicaciones suelen operar a niveles de voltaje bajos, típicamente 12 V, y no son adecuadas para cargar la batería de tracción de alto voltaje de un vehículo eléctrico. Pero, un equipo de investigación europeo instaló paneles solares fotovoltaicos en una furgoneta eléctrica comercial ligera y evaluó su desempeño durante cuatro meses.
Durante este periodo, la furgoneta logró extender su autonomía en 530 km, aunque no todos los paneles contribuyeron de igual manera. Así las cosas, la eficiencia del sistema alcanzó un máximo del 66%.
El sistema de paneles solares
El sistema fotovoltaico tiene una potencia nominal de 2180 Wp y está compuesto por módulos de silicio planos instalados en el techo, la parte trasera y los laterales del vehículo, además de los componentes electrónicos necesarios para cargar la batería de alta tensión del vehículo.
Los módulos fotovoltaicos convierten la luz solar en energía eléctrica. Los carros eléctricos de batería modernos siempre tienen dos unidades de almacenamiento de energía a bordo: una pequeña batería de 12 V que puede suministrar consumidores eléctricos, luces y dirección asistida, y una gran batería de tracción que funciona a un voltaje más alto de 400 V y suministra el accionamiento eléctrico.
Para que la energía generada por el VIPV pueda alimentar la gran batería de tracción y contribuir así a ampliar la autonomía, los módulos fotovoltaicos deben estar conectados a la red de alta tensión de a bordo. Esto es técnicamente muy exigente, ya que requiere una conversión de 12 V a 400 V y está vinculado a muchos aspectos de seguridad.
El análisis indicó que, tras 488.92 horas de operación, los módulos montados en el techo produjeron 133,32 kWh de electricidad mientras el vehículo estaba estacionado en la mejor orientación posible. En comparación, los paneles ubicados en la parte trasera, el lado izquierdo y el lado derecho generaron 15,4 kWh, 30,67 kWh y 22,99 kWh, respectivamente.
Así fue el estudio
Durante la conducción, tras 31,99 horas de operación, los módulos en el techo, la parte trasera, el lado izquierdo y el lado derecho generaron 6,12 kWh, 0,68 kWh, 1,08 kWh y 1,86 kWh, respectivamente. La eficiencia general del sistema se situó entre 60% y 65%.
La electricidad usable generada por el sistema en dos ubicaciones de estacionamiento alcanzó 129,39 kWh, lo que permitió una extensión de autonomía de aproximadamente 530 km, equivalente al 30% de la distancia total recorrida durante el período de medición (abril-julio 2021).
Es de anotar que la electrificación del transporte por carretera es una de las estrategias clave para la reducción de emisiones de carbono. No obstante, la magnitud del impacto ambiental depende de la fuente de electricidad utilizada. Para optimizar la sostenibilidad de los carros eléctricos, se ha promovido el uso de sistemas fotovoltaicos estacionarios con almacenamiento en baterías. Así como la integración de módulos fotovoltaicos en los propios vehículos (VIPV) para cargar directamente sus baterías.
Si bien la tecnología VIPV presenta desafíos como limitaciones de superficie disponible, peso adicional, resistencia estructural y electrónica especializada, también ofrece grandes beneficios. El principal obstáculo es la pérdida de eficiencia debido a la curvatura de los módulos y la sombra parcial, que puede oscilar entre 8% y 25%. No obstante, diversas estrategias como la adaptación de la interconexión de las celdas pueden mitigar estas pérdidas.
Potencial de la energía solar
Para evaluar el potencial de los vehículos con energía solar, se requiere un análisis exhaustivo de sus restricciones a través de simulaciones, experimentación y prototipos. En automotores comerciales como camiones, autobuses y furgonetas de reparto, la superficie disponible para paneles solares es mayor, lo que facilita su implementación.
Es bueno destacar que la integración de paneles solares en vehículos eléctricos comerciales representa un avance significativo hacia una movilidad más sostenible. Aunque existen desafíos técnicos y de eficiencia, los resultados de este estudio son prometedores y sugieren que, con mejoras continuas, la energía solar podría convertirse en una fuente clave para extender la autonomía de los vehículos eléctricos en el futuro.
Paola Reyes Bohórquez.
