Sonne nutzen, um das Auto abzukühlen

Wenn Sie dies durch die Verwendung von Sonnenkollektoren tun möchten, ist das Problem die Stromversorgung.

Eine typische Auto-Klimaanlage verbraucht wahrscheinlich zwischen 1000 und 3000 Watt. Ein Quadratmeter typischer Photovoltaikzellen erzeugt ungefähr 150 W Leistung. Selbst wenn Sie das gesamte Auto mit Sonnenkollektoren abdecken würden, würden diese nicht ausreichen, um die Klimaanlage unter perfekten Bedingungen vollständig mit Strom zu versorgen. Und die wären sehr teuer.

Die Lüfter sind viel weniger stromhungrig, höchstens ein paar hundert Watt. Sie könnten sie technisch allein über ein Solarpanel betreiben, wenn Sie nicht die maximale Leistung benötigen.

Einige Autohersteller tun dies bereits. Beispielsweise haben einige Audi -Modelle optional ein Solarpanel-Schiebedach. Das Gebläse läuft auch bei ausgeschaltetem Auto mit niedriger Drehzahl, damit die Luft zirkuliert und frisch bleibt.

Für alles andere erzeugen die Solarmodule einfach nicht genug Strom, um eine signifikante Wirkung zu erzielen.

Du hast eine tolle Idee! Und es WIRD getan.

Bestimmte Modelle des Toyota Prius verfügen über ein optionales Solardach, das Innenraumlüfter antreibt, die sich automatisch einschalten, wenn der Innenraum zu warm wird.

Die Hybridbatterien kommen gar nicht zum Einsatz: Die Ventilatoren laufen ausschließlich mit Solarstrom! Cool (buchstäblich).

Bildquelle: resilience.org

Das Problem, das Sie haben, ist die Effizienz. Der Wirkungsgrad des Solarpanels beträgt je nach verwendetem Typ etwa 10-20%. Klimaanlagen haben einen unterschiedlichen Wirkungsgrad, etwa 30 % Wirkungsgrad sind eine gute Arbeitszahl.

Das bedeutet, dass für jede Wärmeeinheit, die Sie entfernen, das 3,3-fache an Energie benötigt wird, um Ihr Auto zu kühlen. Die Effizienz von Solarmodulen bedeutet, dass Sie etwa das 6,6-fache der Oberfläche Ihres Autos benötigen, um den Strom zu erzeugen, der dem Sonnenlicht entspricht, das auf das Auto trifft. Als grobe Zahl für den Betrieb der Klimaanlage benötigen Sie also Sonnenkollektoren, die das 22-fache der Oberfläche Ihres Autos bedecken (3,3 * 6,6 = 21,78, aufgerundet auf 22).

Es ist ein bisschen komplexer als das, da die Sonnenkollektoren eine erhebliche Menge an Wärme reflektieren würden, wodurch die Anzahl der benötigten Paneele reduziert würde, aber Sie würden immer noch viel mehr Fläche benötigen als das Auto, um die Klimaanlage zu betreiben.

Lüfter sind viel praktikabler als Wechselstrom, da Sie weder Kompressor noch Pumpen benötigen. Sie müssten immer noch Ihr gesamtes Auto abdecken, um genügend Strom zu erhalten, um einen Lüfter mit angemessener Größe zu betreiben.

Der 2001 eingeführte Lancia Thesis hatte dieses System. Im Grunde war das Glas im Schiebedach eigentlich ein Solarpanel, das den Lüfter der Klimaanlage mit Strom versorgte, wenn das Auto in direktem Sonnenlicht geparkt war. Je intensiver die Sonneneinstrahlung, desto mehr Leistung für die Ventilatoren, desto kühler würde die Kabine werden. Dieses System war eines von mehreren Dingen am Lancia Thesis, das wirklich brillant war, sich aber nicht durchzusetzen schien.

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Abgesehen davon, dass die begrenzte Energiemenge, die von einem Panel erhältlich ist, geringer ist als die, die zum Betrieb von mehr als einem Lüfter erforderlich ist, gibt es vielleicht zwei weitere Gründe

1. Aktuelle Solarmodule sind flach und starr. Der Einbau in das Dach eines Autos kann sein Design oder seine Aerodynamik oder beides beeinträchtigen.

2. Durch das Hinzufügen einer Verkleidung erhöhen Sie das Gewicht des Autos, was seine Kraftstoffverbrauchswerte beeinträchtigt (zusätzlich zu allen aerodynamischen Nachteilen), und dies wiederum erhöht die Betriebskosten und auch die vom Eigentümer zu zahlenden Straßensteuern (mindestens in vielen EU-Staaten, weiß nicht über USA).

Aufsprühbare Solar-PV-Beschichtungen arbeiten in Forschungs- und Entwicklungslabors. Diese Technologie könnte in naher Zukunft zu Autos kommen. Es hätte keinen aerodynamischen oder Styling-Nachteil und einen viel geringeren Gewichtsnachteil.

Eine einfache Lösung

Sie können ähnliche Ergebnisse erzielen, indem Sie alle Türen etwa 1 Minute lang öffnen, bevor Sie in Ihr Auto einsteigen. Alle heiße Luft im Auto wird durch wahrscheinlich noch warme Luft von außen ersetzt. Bei Windstille können Sie zusätzlich die Lüftung einschalten. Eine Minute Lüften schadet der Autobatterie in der Regel nicht allzu sehr. Außerdem wird die Wärme auch aus dem Lüftungssystem geleitet.

Das Problem ist weniger die Innenluft als das Auto selbst

Das Dach und die Sitze des Autos werden weiterhin beheizt. Die warme Luft von außen wird kaum dazu beitragen, sie tatsächlich abzukühlen. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Es ist daher nicht gut zum Abkühlen. Fühlen Sie als Referenz, wie heiß die Straße an einem Sommertag wird. Und die Straße ist den ganzen Tag draußen, wobei warme Luft die aufgeheizte Luft ersetzt, die nach oben steigt. Sie können tatsächlich sehen, wie die Luft aufsteigt. Es ist der Dunst an heißen Tagen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die von der Sonne einfallende Wärme einfach zu viel ist, um sie über die Umgebungsluftkühlung abzuführen.

Für bessere Ergebnisse

Bringen Sie reflektierende Folie in allen Fenstern Ihres Autos an. Verstauen Sie es in ca. 1 Minute, in der Sie alle Türen geöffnet haben. Die Folie hält die Hitze von vornherein vom Auto fern. So wird der Innenraum nicht so stark aufgeheizt.

Noch bessere Ergebnisse können im selben Zeitrahmen von ~1 Minute erzielt werden: Gießen Sie Wasser über das Dach. Das Wasser verdunstet und kühlt das Dach etwas ab. Das sollte man vor dem Verstauen der Reflexfolie machen, damit die Verdunstungswasserkühlung etwas Zeit hat zu wirken. Dadurch wird das Dach ganz einfach von „nicht anfassen“ auf „noch warm“ gebracht.

Alles dreht sich um Geld

Was glauben Sie, wie viele Leute würden mit den oben genannten Optionen $$$ für eine technische Lösung bezahlen, die das Problem wahrscheinlich schlimmer als oben lösen wird?

Wenn $$$ für Ihre technische Lösung keine Rolle spielt, schauen Sie sich an, wie Absorberkühlschränke funktionieren: https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_refrigerator

Sie könnten grundsätzlich die einfallende Wärme (z. B. von einer schwarzen Platte auf dem Dach Ihres Autos) verwenden, um Ihr Auto in (eine Art) einen Kühlschrank zu verwandeln. So kalt wie ein richtiger Kühlschrank wird es sicher nicht, aber das Prinzip ist gut. Ich würde davon ausgehen, dass die Gesamteffizienz ausreichen könnte. Diese Annahme basiert auf der Eliminierung der Notwendigkeit, Energie von der Sonne in Elektrizität umzuwandeln und diese zur Übertragung von Wärmeenergie zu verwenden. Stattdessen würden Sie Sonnenenergie ganz direkt verwenden, um den Prozess anzutreiben.
Die Menge an Rohrleitungen und die einfache Tatsache, dass die Wärme am besten von unten zugeführt werden sollte, während sie von oben zugeführt wird, machen dieses System jedoch zumindest mühsam für mobile Anwendungen wie Autos zu implementieren.

TL;DR

Es gibt mehrere Konzepte, von denen keines in Bezug auf Preis, Effizienz und Benutzerfreundlichkeit zu wenig Aufwand bietet, um eine breite Implementierung zu ermöglichen.