Вплив паркування автомобілів з фотоелектричними двигунами на сонці на температуру в приміщенні та навантаження на систему кондиціонування повітря

Дослідження, проведене вченими з Університету Лісабона в Португалії, пролило світло на важливу проблему, пов’язану з транспортними засобами, які містять фотоелектричні (PV) модулі, – вплив паркування цих автомобілів на сонці для їх підзарядки та подальше підвищення температури в приміщенні . Це підвищення температури вимагає більше потужності для системи кондиціонування повітря (AC), щоб досягти комфортного рівня для водія.

Дослідники визнали цю «дилему паркування» та вирішили зрозуміти теплові властивості легкового автомобіля за типових літніх умов. Їхня мета полягала в тому, щоб дослідити теплові характеристики автомобіля, який стоїть на сонці.

Для проведення експерименту вчені використали Alfa Romeo 156, автомобіль середнього розміру зі світло-сірим екстер’єром і чорним шкіряним салоном. Вони встановили виготовлений на замовлення прилад для вимірювання сонячного випромінювання на даху автомобіля, а інфрачервоний термометр розмістили на консолі перемикання передач для вимірювання температури в приміщенні.

Дослідники зібрали дані про опромінення на вулиці та температуру всередині та на вулиці в різних умовах тіні в різний час доби. Вони припаркували машину в тіні з 7:00 ранку до півдня, а потім виставили її під прямі сонячні промені з полудня до 20:00.

Експеримент II передбачав нагрівання кабіни автомобіля за допомогою електричного обігрівача з вентилятором, коли автомобіль стояв у тіні. Експеримент тривав приблизно годину, обігрівач був встановлений на середню потужність 500 Вт.

Початкова температура в кабіні та на вулиці становила 21,5°C. Дослідники спостерігали лінійне зростання температури в кабіні з плином часу, із загалом 390 Вт-год, необхідних для підвищення температури на 3°C. Після підгонки точок даних було отримано нахил приблизно 4°C/год.

Використовуючи результати обох експериментів, дослідники розробили спрощену теплову модель автомобіля, враховуючи приріст сонячної енергії та приріст тепла. Вони використали набір рівнянь, щоб проаналізувати вплив часу паркування на генерацію PV та додаткове навантаження на кондиціонер.

Дослідження показало, що вплив на навантаження системи кондиціонування повітря є суттєвим для транспортних засобів із низькою встановленою потужністю PV. Виявлено, що критичний час паркування, який представляє мінімальний час, необхідний для того, щоб генерація PV перевищила додаткове навантаження системи кондиціонування повітря, становить приблизно 2 години для системи PV потужністю 0,5 кВт.  Однак для систем із встановленою потужністю понад 0,8 кВт паркування на сонці постійно позитивно впливало на запас ходу автомобіля.

Дослідники наголошують на необхідності подальшого вивчення цієї концепції, особливо з реальними транспортними засобами, обладнаними інтегрованими в автомобіль PV (VIPV) системами.  Вони також пропонують вивчити концепцію автобусів на сонячних батареях, що дає можливість поширити переваги інтеграції фотоелектричної енергії на громадський транспорт.

На завершення це дослідження підкреслює важливість розгляду впливу паркування автомобілів з фотоелектричними двигунами на сонці на температуру в приміщенні та відповідне навантаження на кондиціонер. Розуміння цієї динаміки може стати основою для проектування та впровадження фотоелектричних систем у транспортних засобах, що зрештою покращить їхню продуктивність і запас ходу.