Utiliser le soleil pour refroidir la voiture

Pourquoi le soleil (qui transforme une voiture en four) ne peut-il pas être utilisé pour faire fonctionner la climatisation? Ou à tout le moins, un fan?

Par exemple - un ventilateur long et mince qui s'insère dans le haut de la fenêtre - l'empêchant de se fermer complètement. Un panneau solaire de la taille de votre fenêtre arrière devrait sûrement pouvoir alimenter le ventilateur (ou même 2 ventilateurs - un de chaque côté), ce qui aiderait à refroidir la voiture.

Pourquoi cela ne se fait-il pas?

Si vous souhaitez le faire en utilisant des panneaux solaires, le problème est la puissance.

Une voiture typique AC utilise probablement entre 1 000 et 3 000 watts. Un mètre carré de cellules photovoltaïques typiques génère environ 150 W de puissance. Même si vous avez couvert toute la voiture de panneaux solaires, ils ne seraient pas suffisants pour alimenter complètement la climatisation dans des conditions parfaites. Et ils seraient très chers.

Les ventilateurs sont beaucoup moins gourmands en énergie, quelques centaines de watts tout au plus. Vous pouvez techniquement les faire fonctionner sur un panneau solaire seul si vous n'avez pas besoin d'une puissance maximale.

Certains constructeurs automobiles le font déjà. Par exemple, certains modèles Audi ont un toit ouvrant à panneau solaire en option. Il permet à la soufflante de fonctionner à basse vitesse même lorsque la voiture est arrêtée pour garder l'air en circulation et frais.

Pour quoi que ce soit d'autre, les panneaux solaires ne génèrent tout simplement pas assez d'énergie pour produire un impact significatif.

Vous avez une bonne idée! Et cela se fait.

Certains modèles de la Toyota Prius disposent d'un toit solaire en option qui alimente les ventilateurs intérieurs qui s'enclenchent automatiquement lorsque l'intérieur devient trop chaud.

Les batteries hybrides ne sont même pas utilisées du tout: les ventilateurs fonctionnent strictement à l'énergie solaire! Cool (littéralement).

Source de l'image: resilience.org

Le problème que vous avez, c'est l'efficacité. L'efficacité du panneau solaire est d'environ 10 à 20%, selon le type utilisé. Les climatiseurs varient en efficacité, une efficacité d'environ 30% est une bonne figure de travail.

Cela signifie qu'il faut 3,3 fois plus d'énergie pour refroidir votre voiture pour chaque unité de chaleur que vous retirez. L'efficacité du panneau solaire signifie que vous avez besoin d'environ 6,6 fois la surface de votre voiture pour générer l'électricité équivalente à la lumière du soleil qui frappe la voiture. Donc, comme chiffre approximatif pour faire fonctionner l'AC, vous auriez besoin de panneaux solaires couvrant 22 fois la surface de votre voiture (3,3 * 6,6 = 21,78 arrondi à 22).

C'est un peu plus complexe que cela, car les panneaux solaires refléteraient une quantité importante de chaleur, ce qui réduirait le nombre de panneaux dont vous avez besoin, mais vous auriez encore besoin de plusieurs fois plus d'espace que la voiture pour faire fonctionner la climatisation.

Les ventilateurs sont beaucoup plus fonctionnels que le courant alternatif car vous n'avez pas besoin du compresseur ou des pompes, vous devez toujours couvrir toute votre voiture pour obtenir suffisamment d'électricité pour faire fonctionner un ventilateur de taille décente.

La Lancia Thesis, introduite en 2001, avait ce système. Fondamentalement, le verre dans le toit ouvrant était en fait un panneau solaire qui était utilisé pour alimenter le ventilateur A / C lorsque la voiture était garée en plein soleil. Plus le soleil est intense, plus la puissance des fans est grande, plus la cabine devient froide. Ce système était l'une des nombreuses choses de la thèse Lancia qui était vraiment brillante mais qui ne semblait pas comprendre.

Plus d'informations sont disponibles ici

Mis à part la quantité limitée d'énergie pouvant être obtenue d'un panneau étant inférieure à celle requise pour faire fonctionner autre chose qu'un ventilateur, il y a peut-être deux autres raisons

1. Les panneaux solaires actuels sont plats et rigides. En installer un dans le toit d'une voiture peut gâcher son style, son aérodynamisme ou les deux.

2. En ajoutant un panneau, vous augmentez le poids de la voiture, ce qui nuit à ses chiffres d'économie de carburant (en plus de toute pénalité aérodynamique), ce qui augmentera à son tour les frais de fonctionnement, ainsi que les taxes de circulation payables par le propriétaire (au moins dans de nombreux États de l'UE, je ne connais pas les États-Unis).

Les revêtements solaires PV par pulvérisation travaillent dans des laboratoires de R&D. Cette technologie pourrait arriver aux voitures dans un avenir proche. Il n'aurait aucune pénalité aérodynamique ou de style et une pénalité de poids beaucoup plus petite.

Une solution simple

Vous pouvez obtenir des résultats similaires en ouvrant toutes les portes pendant environ 1 minute avant d'entrer dans votre voiture. Tout l'air chaud à l'intérieur de la voiture sera remplacé par de l'air probablement encore chaud de l'extérieur. S'il n'y a pas de vent, vous pouvez activer la ventilation en plus. Une minute de ventilation n'endommage généralement pas trop la batterie de la voiture. De plus, il évacue également la chaleur du système de ventilation.

Le problème n'est pas autant l'air intérieur que la voiture elle-même

Le toit et les sièges de la voiture seront toujours chauffés. L'air chaud de l'extérieur ne fera pas grand-chose pour les refroidir. L'air est un mauvais conducteur thermique. Il n'est donc pas bon pour refroidir les choses. Pour référence, sentez à quel point la rue est chaude un jour d'été. Et la rue est dehors toute la journée avec de l'air chaud remplaçant l'air chauffé, qui monte. Vous pouvez réellement voir comment l'air monte. C'est la brume les jours chauds.
En conclusion, la chaleur entrante du soleil est tout simplement trop dissipée par le refroidissement de l'air ambiant.

Pour de meilleurs résultats

Mettez une feuille réfléchissante dans toutes les vitres de votre voiture. Rangez-le dans la ~ 1 minute où vous avez toutes les portes ouvertes. Le film gardera la chaleur hors de la voiture en premier lieu. Ainsi, l'intérieur ne sera pas tellement chauffé.

Des résultats encore meilleurs peuvent être obtenus dans le même délai de ~ 1 minute: Versez de l'eau sur le toit. L'eau s'évapore et refroidit un peu le toit. Vous devez le faire avant de ranger la feuille réfléchissante, de sorte que le refroidissement par évaporation de l'eau ait un certain temps pour prendre effet. Cela fait facilement passer le toit de «ne pas toucher» à «encore chaud».

Tout est question d'argent

Avec les options ci-dessus, combien de personnes, selon vous, paieraient $$$ pour une solution technique qui atténuerait probablement le problème pire que ci-dessus?

Si $$$ n'a pas d'importance pour votre solution technique, jetez un œil au fonctionnement des réfrigérateurs à absorption: https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_refrigerator

Vous pouvez essentiellement utiliser la chaleur entrante (par exemple à partir d'un panneau noir sur le toit de votre voiture) pour transformer votre voiture en (sorte de) réfrigérateur. Il ne fera sûrement pas aussi froid qu'un vrai réfrigérateur mais le principe est sain. Je suppose que l'efficacité globale pourrait suffire. Cette hypothèse est basée sur l'élimination du besoin de convertir l'énergie solaire en électricité et de l'utiliser pour transférer de l'énergie thermique. Au lieu de cela, vous utiliseriez l'énergie solaire assez directement pour alimenter le processus.
Cependant, la quantité de plomberie et le simple fait que la chaleur doit être appliquée par le bas, tout en venant d'en haut, rendent ce système au moins difficile à mettre en œuvre pour des applications mobiles comme les voitures.

TL; DR

Il existe plusieurs concepts, dont aucun n'est trop compliqué en termes de prix, d'efficacité et de convivialité pour être largement mis en œuvre.