NEWSLETTER #13 - HYBRID SOLAR VEHICLES - VEICOLI IBRIDI SOLARI
June 16, 2010 - English - Italiano
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http://www.eprolab.unisa.it
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SUMMARY
- AUTOMOTIVE APPLICATIONS OF SOLAR ENERGY FORTHCOMING
- A SOLAR PANEL ON A CAR: IT IS WORTH IT?
- CONVERTING A CAR INTO A HYBRID SOLAR VEHICLE
SOMMARIO
- IL SOLE CON LE RUOTE: INTERVISTA DI G.RIZZO SU L'ESPRESSO
- UN PANNELLO SOLARE SU UN'AUTO: MA NE VALE LA PENA?
- TRASFORMARE UN'AUTO IN UN VEICOLO IBRIDO SOLARE
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ENGLISH
AUTOMOTIVE APPLICATIONS OF SOLAR ENERGY FORTHCOMING
The integration of photovoltaic panels in electric and hybrid vehicles is becoming more feasible, due to the increasing fleet electrification, to the advances in terms of PV technology, to the increase in fuel costs and to PV panels cost reduction. Hybrid Solar Vehicles may therefore represent a valuable solution to face both energy saving and environmental issues. Significant benefits in fuel consumption and emissions can be obtained using such vehicles, particularly in urban driving.
An overview of automotive applications of solar energy will be given by G.Rizzo at IFAC Symposium "Advances in Automotive Control" AAC2010 (http://microsites.vdi-online.de/index.php?id=1946) in Munich (July 11-14, 2010) and at Car Testing China 2010 (http://cartesting.cn/en/), in Beijing (July 21-22, 2010). A recent paper, presented at GTAA Meeting in Mulhouse, is available at:
http://www.hysolarkit.com/Doc/Paper_GTAA_Muhouse_GRizzo.pdf
A SOLAR PANEL ON A CAR: IT IS WORTH IT?
The potential advantages of solar energy are clear, but their limitations too. The most serious one for direct automotive use concerns its energy density: the amount of radiation theoretically incident on Earth surface is about 1360 W/m2, and only a fraction of this energy can be converted as electrical energy to be used for propulsion. Considering that the space available for PV panels on a normal car is limited, it emerges that the net power achievable by a solar panel is about two order of magnitude less that the power of most of today cars.
But this simple observation, that explains the scepticism about solar energy in most of the automotive community, is based on the misleading habit to think in terms of power, instead of energy. In fact, for a typical use in urban driving (no more than one hour per day, with an average power between 7 and 10 kW, considering a partial recovery of braking energy), the net energy required for traction can be about 8 kWh per day, while a PV panel of 300 W can operate not far from its maximum power for many hours, if properly located and controlled: in these conditions, the solar contribution can represent a rather significant fraction, up to 20-30%, of the required energy.
CONVERTING A CAR INTO A HYBRID SOLAR VEHICLE
Hybrid and solar vehicles can give a substantial contribute to energy saving and environmental issues. Anyway, considering the economic crisis, it is unlikely in next few years a substantial number of conventional vehicles could be substituted by PV assisted Electrical Vehicles and Hybrid Electrical Vehicles, since a relevant investment on production plants would be needed. This fact would of course limit the global impact of this innovation on fuel consumption and CO2 emissions. Therefore, one may wonder if there is any possibility to upgrade conventional vehicles to PV assisted hybrid.
A proposal of a kit to be distributed in after-market has been recently formulated and patented by the University of Salerno. Mild-solar-hybridization will be performed by installing in-wheel electric motors on the rear wheels and by the integration of photovoltaic panels on the roof. A project to assess the feasibility of this proposal, presented by University of Salerno and University of Sannio, has been recently financed by the Italian Ministry of Research (http://www.dimec.unisa.it/PRIN/PRIN_2008.htm).
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ITALIANO
IL SOLE CON LE RUOTE: INTERVISTA DI G.RIZZO SU L'ESPRESSO
La integrazione di pannelli fotovoltaici nei veicoli elettrici ed ibridi diventa più fattibile, grazie alla crescente elettrificazione della flotta, ai progressi del fotovoltaico, alla riduzione dei costi dei pannelli ed al contemporaneo aumento dei costi dei combustibili. I veicoli ibridi solari possono rappresentare una valida e realistica soluzione alla riduzione dei consumi energetici e dell'impatto ambientale legati al trasporto individuale, particolarmente per un utilizzo prevalentemente urbano. Le applicazioni dell'energia solare alle auto sono il tema di un articolo di Stefano Vergine su L'Espresso, con un'intervista a Gianfranco Rizzo dell'Università di Salerno (http://espresso.repubblica.it/dettaglio/lauto-e-diventata-verde/2128787&ref=hpsp). Questo argomento sarà oggetto di prossime presentazioni di Rizzo al Congresso CMI di Palermo (20-22/06/2010, http://www.coordinamentomeccanica.it), al Symposium IFAC "Advances in Automotive Control" AAC2010 (http://microsites.vdi-online.de/index.php?id=1946) a Monaco (11-14/07/2010) ed al Car Testing China 2010 (http://cartesting.cn/en/) di Pechino (21-22/07/2010). Un recente lavoro sul tema è disponibile alla pagina:
http://www.hysolarkit.com/Doc/Paper_GTAA_Muhouse_GRizzo.pdf
UN PANNELLO SOLARE SU UN'AUTO: MA NE VALE LA PENA?
I vantaggi potenziali dell'energia solare sono chiari, come anche le sue limitazioni, la maggiore delle quali, almeno per le applicazioni automobilistiche, riguarda la sua densità energetica: l'energia teoricamente incidente sulla terra è pari a circa 1360 W/m2, ma solo una frazione può essere convertita in energia utile per la trazione. Considerando che lo spazio disponibile su un'auto per i pannelli fotovoltaici è limitato, ne risulta che la potenza ottenibile da un pannello è circa 100 volte inferiore alla potenza di un'auto media.
Ma questa semplice osservazione, che spiega il diffuso scetticismo della comunità dell'auto verso l'energia solare, è basato sulla fuorviante abitudine a ragionare esclusivamente in termini di potenza, invece che di energia. Infatti, per un tipico utilizzo in ambito urbano (non più di un'ora al giorno, con una potenza media tra i 7 ed i 10 kW, considerando un parziale recupero dell'energia di frenata), l'energia netta richiesta per la trazione sarebbe pari a circa 8 kWh, mentre un pannello di circa 300 W di picco potrebbe lavorare ad una potenza non lontana dal valore massimo per molte ore al giorno, se opportunamente controllato e posizionato: in queste condizioni, il contributo solare può arrivare a coprire anche il 20-30% dell'energia richiesta per la trazione.
TRASFORMARE UN'AUTO IN UN VEICOLO IBRIDO SOLARE
I veicoli ibridi e solari possono dare un contributo sostanziale alla riduzione di consumi e di emissioni di CO2. L'attuale crisi ne limita però la diffusione nel parco circolante, a causa dei notevoli investimenti richiesti. Una efficace soluzione di breve-medio termine, compatibile con gli attuali vincoli economici, potrebbe essere quella di trasformare le auto attuali in veicoli ibridi solari. Questa idea, brevettata dall'Università di Salerno, è attualmente tema di un progetto finanziato dal MIUR, svolto in collaborazione tra l'Università di Salerno e l'Università del Sannio (http://www.dimec.unisa.it/PRIN/PRIN_2008.htm).
Ulteriori dettagli al sito http://www.hysolarkit.com
A CHE PUNTO E' LA RICERCA SUI VEICOLI IBRIDI SOLARI
Lo stato della ricerca sui veicoli ibridi solari, che ha riguardato il progetto ottimo del veicolo, le tecniche di gestione energetica ed il controllo real-time, è presentato in sintesi in questi articoli:
http://www.dimec.unisa.it/leonardo_new/press/Costozero_12_2009.pdf
http://www.dimec.unisa.it/leonardo_new/press/ATI09_HSV.pdf
Gli ultimi sviluppi, in corso di pubblicazione, riguardano il possibile utilizzo delle previsioni del tempo a bordo per la gestione energetica ed il ricorso a pannelli solari auto-orientabili per le fasi di parcheggio.
Altri articoli, in italiano ed inglese, sono disponibili alla pagina:
http://www.dimec.unisa.it/leonardo_new/it/review.php
VIDEO ED INTERVISTE ON-LINE
http://www.dimec.unisa.it/leonardo_new/it/video.php
PERCHE' UN VEICOLO IBRIDO SOLARE
http://www.dimec.unisa.it/leonardo_new/it/hsv_introduction.php
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The Leonardo Project I/05/B/F/PP-154181 "Energy Conversion Systems and Their Environmental Impact" has been financed with support from the European Commission.
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