Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Clemson hợp tác cùng đội ngũ R&D của hãng xe BMW vừa chính thức giới thiệu nguyên mẫu ô tô điện Luminetta thuộc dự án Deep Orange 17. Mẫu xe gây chú ý khi được trang bị lớp pin năng lượng mặt trời phủ kín thân xe, đáp ứng nhu cầu di chuyển khoảng 20 km mỗi ngày trong đô thị mà không cần cắm sạc.
Dự án xe điện năng lượng mặt trời Deep Orange 17
Việc tích hợp tấm quang năng lên ô tô từ lâu đã gặp nhiều hoài nghi về hiệu suất do diện tích bề mặt hạn chế và khối lượng pin xe điện quá nặng. Để giải quyết bài toán này, 16 sinh viên cao học Đại học Clemson cùng tập đoàn BMW đã triển khai dự án Deep Orange 17 nhằm tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng tự nhiên.
Nguyên mẫu mang tên Luminetta được phát triển với định hướng thu hồi năng lượng mặt trời cả khi xe đang đỗ lẫn khi đang vận hành trên đường, mở ra góc nhìn mới về tính khả thi của công nghệ quang năng trên phương tiện giao thông.
Thiết kế khí động học và thông số kỹ thuật xe Luminetta
Để tối đa hóa diện tích tiếp xúc với ánh sáng, thiết kế của Luminetta sử dụng toàn bộ các đường thẳng, góc nhọn cùng các mảng ốp phẳng, tạo diện mạo góc cạnh có đường nét tương đồng mẫu bán tải Tesla Cybertruck. Khoảng 1.700 cell pin quang năng được tích hợp bao bọc xung quanh thân chiếc coupe EV nhỏ gọn này.
Về mặt kỹ thuật, nguyên mẫu Luminetta sở hữu trọng lượng siêu nhẹ chỉ 550 kg, tương đương một phần tư khối lượng các dòng xe điện thương mại cùng kích thước. Xe áp dụng cấu trúc đa vật liệu kết hợp giữa thép, nhôm, sợi carbon và các khớp nối kim loại in 3D. Các hệ thống phụ trợ như phanh tái sinh, phân bổ mô-men xoắn và bộ điều khiển hệ truyền động cũng được tối ưu hóa để giảm thiểu mức tiêu thụ điện năng.
Kết quả mô phỏng môi trường thực tế
Đại học Clemson cùng đối tác từ Viện Hệ thống năng lượng mặt trời Fraunhofer ISE đã tiến hành mô phỏng điều kiện môi trường và ánh sáng tại các thành phố gồm Greenville (Mỹ), Frankfurt (Đức), Madrid (Tây Ban Nha) và Mumbai (Ấn Độ).
Kết quả nghiên cứu cho thấy tại các địa điểm khảo sát, hệ thống pin quang năng trên xe có khả năng tạo ra lượng điện dư thừa đủ để bổ sung thêm khoảng 50 km vào phạm vi hoạt động trung bình mỗi ngày. Con số này vượt qua mức tiêu thụ cho nhu cầu di chuyển quãng ngắn 20 km/ngày theo thiết kế ban đầu.
Triển vọng thương mại hóa công nghệ
Xét ở góc độ kỹ thuật, dự án Deep Orange 17 chứng minh việc thu hồi năng lượng mặt trời để phục vụ nhu cầu di chuyển đô thị cự ly ngắn mà không cần cắm điện là điều hoàn toàn khả thi.
Dù vậy, giới chuyên gia nhận định công nghệ này vẫn cần thêm nhiều đợt cải tiến và tinh chỉnh cấu trúc trước khi có thể áp dụng rộng rãi lên các dòng xe sản xuất thương mại. Mặc dù quãng đường 20 km/ngày chưa đáp ứng nhu cầu của số đông người tiêu dùng, thành công của nguyên mẫu Luminetta vẫn tạo tiền đề quan trọng cho việc cắt giảm sự phụ thuộc vào hạ tầng trạm sạc trong tương lai.