Os protótipos de transportes que podem funcionar por energia renovável já são muitos. Confira, abaixo, alguns projetos prestes a se tornar uma alternativa viável aos combustíveis fósseis.

Os carros podem funcionar apenas com energia solar? As células fotovoltaicas (FV) acopladas em veículos foram capazes de fornecer energia diurna suficiente para “carros solares” experimentais muito leves, como demonstrado no World Solar Challenge da Austrália. No entanto, mesmo com células mais leves e eficientes, é um grande passo até carros convencionais para uso geral.

Os carregadores fotovoltaicos solares são amplamente utilizados em iates e outros navios para energia auxiliar. Eles também são usados ​​para alimentar as unidades de alguns contêineres de transporte refrigerados para reduzir o uso de combustíveis fósseis por caminhões de entrega. No entanto, os carros movidos à energia FV podem parecer estar longe demais, e nem todos estão convencidos de que o entusiasmo por essa ideia é inteiramente justificado.

Os carros, no entanto, passam muito tempo estacionados ou dirigindo ao ar livre, de modo que as células fotovoltaicas no teto podem ser usadas para carregar baterias de veículos elétricos. E vários carros solares já foram desenvolvidos, embora na maioria dos casos a entrada solar seja um “complemento” para o carregamento padrão da rede de energia, adicionando alguns quilômetros a mais em seu alcance diário em dias ensolarados. Por exemplo, a Toyota afirma que seu carro solar pode gerenciar até 55 quilômetros extras com uma carga solar de dias inteiros. Melhor ainda, o novo carro solar da Lightyear poderia adicionar quase 20 km de alcance extra a cada hora de carregamento solar, possivelmente aumentando o alcance total de até 1250 km.

O sistema de teto solar do novo carro solar da Hyundai é capaz de carregar de 10% a 60% da bateria por dia. Portanto, se seis horas de carga solar diária de alto nível forem possíveis, poderá ser possível aumentar a distância anual de viagem em mais 1300 km. Isso é valioso, ao economizar nos custos de cobrança da rede elétrica, mas também significa que, se você não precisar percorrer longas distâncias todos os dias, talvez não precise usar pontos de carregamento. Por exemplo, com a versão sendo desenvolvida pela Toyota, alega-se que, se o carro for conduzido apenas quatro dias por semana por um máximo de 50 km por dia, ele não precisará ser conectado a lugar algum. Pode ser o mesmo para alguns dos outros carros.

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Isso pode ser bom para alguns passageiros de curta distância, mas, de outro modo, ainda é um pouco limitante. Em geral, pode fazer mais sentido depender principalmente de estacionamentos ligados à rede. Se você deseja carregamento solar, talvez seja melhor usar carregadores em estacionamentos com entradas de energia fotovoltaica. Certamente está se tornando cada vez mais comum nos EUA – e também em algumas partes da UE – montar sistemas fotovoltaicos em coberturas de proteção contra a irradiação solar e intempéries, erguidos sobre vagas de estacionamento de lojas, estações de trem e locais similares.

Em alguns casos, a energia disponível é gerada para carregar veículos elétricos. Como coberturas solares se tornaram um mercado em expansão, com, por exemplo, uma estrutura de coberturas de estacionamento nos EUA, com capacidade já maior do que 1 GW. De qualquer forma, existem muitos estacionamentos em todo o mundo e a ideia de coberturas solares parece se espalhar, especialmente em países mais ensolarados, onde os sombreadores para carros já são comuns.

Existem também algumas outras novas opções estáticas para aplicações em transporte fotovoltaico. Por exemplo, um estudo do Imperial College London apoiou a ideia de geração fotovoltaica ao lado de trilhos que se alimentam da energia diretamente dos trilhos, e não através da rede. O Departamento de Transportes do Reino Unido está apoiando o trabalho no uso de um novo sistema fotovoltaico “clip-on” para dormentes de trilhos de trem.

Lá em cima

Uma ideia de transporte ainda mais exótica é alimentar aeronaves usando células solares. Os balões dirigíveis ​​oferecem uma grande área de superfície para células fotovoltaicas e suas saídas podem ser armazenadas em baterias e usadas para acionar hélices movidas a motor elétrico. Dado que as aeronaves podem voar acima das nuvens, aumentando assim a quantidade de luz solar disponível, algum interesse foi demonstrado na ideia. Eles oferecem opções de viagens de lazer, mas também capacidade de carregamento pesado para entregar grandes volumes de itens em locais remotos. O acesso de emergência para escapar de desastres é outra possibilidade, com algumas versões híbridas interessantes de balão/aeronave.

Em escala maior, a China desenvolveu um projeto de dirigível movido à energia solar de elevada altitude que poderia ser usado como uma alternativa aos satélites para telecomunicações – uma idéia que também impulsionou o desenvolvimento de aeronaves semelhantes a drones movidos à energia solar. Uma aeronave não tripulada movida a energia solar desenvolvida pela Airbus operou na estratosfera a uma altitude média de 20 mil metros, com seu primeiro voo em 2018 durando quase 26 dias.

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Algumas aeronaves leves e pequenas, tripuladas e movidas à energia solar, também foram testadas. Em 2016, a nave Solar Impulse 2, de assento único, deu a volta ao mundo sem usar combustível. A viagem foi concluída em 17 etapas separadas. Foi um feito impressionante e houve alguns projetos maiores propostos desde então, incluindo um de seis lugares. Alguns veem esse tipo de protótipo essencialmente como planadores movidos à energia e, portanto, talvez não avance pela aviação movida a energia solar em larga escala, especialmente devido à energia solar para proporções de carga/descolagem/velocidade. No entanto, ainda é cedo e algumas variantes híbridas de balão/aeronave podem se sair melhor.

Captando o Sol

O mais provável é que sejam viáveis, ​em curto prazo, os aviões leves movidos à bateria, carregados quando estão em solo. Alguns projetos interessantes estão em andamento e vêm subindo rapidamente em escala. Um protótipo da aeronave Alice para nove passageiros surgiu recentemente e há planos para alguns aviões elétricos bem grandes, embora a ênfase atual esteja nos sistemas híbridos e de curta distância.

Em longo prazo, aviões movidos a hidrogênio podem ser um caminho adiante. Exemplos incluem o HY4 de 4 lugares testado em 2016 na Alemanha e o conceito Element One desenvolvido pelo HES de Singapura, que usa células de combustível para produzir eletricidade. O combustível de hidrogênio seria produzido por eletrólise, usando em solo energia de fontes de renováveis, como a fotovoltaica.

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Entretanto, a densidade de energia em volume de hidrogênio gasoso é baixa e os sistemas pressurizados de armazenamento de gás hidrogênio líquido são pesados. Não é de surpreender que, dadas as suas densidades de energia mais altas, os biocombustíveis líquidos sejam geralmente vistos como uma opção mais provável para aeronaves, na busca pela melhor opção. Nesse caso, os aviões seriam movidos à energia solar, mas a energia do Sol seria captada pela biomassa cultivada no solo – ou possivelmente no mar. Isso reduziria a necessidade de grandes áreas de terra para cultivar biocombustíveis para aeronaves, embora existam outras questões ecológicas envolvendo o cultivo de biocombustível.

Apesar das limitações de espaço, colocar a energia solar fotovoltaica em veículos, carros ou até aviões pode evitar conflitos diretos com o uso de energia verde em outros tipos de transporte. Embora possa levar tempo para as aplicações, a energia solar parece desempenhar um papel crescente no setor de transportes.

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