Mit Sonnenschein das Auto abkühlen lassen

Warum kann der Sonnenschein (der ein Auto in einen Ofen verwandelt) nicht zum Betreiben der Klimaanlage verwendet werden? Oder zumindest ein Fan?

Zum Beispiel - ein langer, dünner Lüfter, der oben in das Fenster passt - verhindert, dass es sich vollständig schließt. Sicherlich sollte ein Solarpanel von der Größe Ihrer Heckscheibe in der Lage sein, den Lüfter (oder sogar 2 Lüfter - einen auf jeder Seite) mit Strom zu versorgen, um das Auto abzukühlen.

Warum wird das nicht gemacht?

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

Ein typischer Auto-Wechselstrom verbraucht wahrscheinlich zwischen 1000 und 3000 Watt. Ein Quadratmeter typischer Photovoltaikzellen erzeugt rund 150W 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 sie wären sehr teuer.

Die Fans sind viel weniger leistungshungrig, höchstens ein paar hundert Watt. Sie können sie technisch allein mit einem Solarpanel betreiben, wenn Sie keine maximale Leistung benötigen.

Einige Autohersteller machen das schon. Beispielsweise verfügen einige Audi Modelle optional über ein Solarpanel-Schiebedach. Es lässt den Gebläseventilator auch bei ausgeschaltetem Auto mit niedriger Geschwindigkeit laufen, 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 optional über ein Solardach, das Innenventilatoren antreibt, die sich automatisch einschalten, wenn der Innenraum zu warm wird.

Die Hybridbatterien werden überhaupt nicht verwendet: Die Lüfter werden ausschließlich mit Solarenergie betrieben! Cool (im wahrsten Sinne des Wortes).

Bildquelle: belastbarkeit.org

Das Problem, das Sie haben, ist die Effizienz. Der Wirkungsgrad des Solarmoduls liegt je nach verwendetem Typ zwischen 10 und 20%. Der Wirkungsgrad der Klimaanlagen liegt bei etwa 30%. Dies ist eine gute Arbeitsgröße.

Dies bedeutet, dass für jede Wärmeeinheit, die Sie entfernen, das 3,3-fache der Energie benötigt wird, um Ihr Auto zu kühlen. Solarmodulwirkungsgrad 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 Sonnenkollektoren, die die 22-fache Oberfläche Ihres Autos abdecken (3,3 * 6,6 = 21,78, aufgerundet auf 22).

Es ist etwas komplexer als dies, da die Sonnenkollektoren eine erhebliche Wärmemenge reflektieren und die Anzahl der benötigten Module reduzieren würden, aber Sie würden immer noch viel mehr Fläche als das Auto benötigen, um die Klimaanlage zu betreiben.

Lüfter sind viel funktionsfähiger als Wechselstrom, da Sie weder den Kompressor noch die Pumpen benötigen. Sie müssten dennoch Ihr gesamtes Auto abdecken, um genügend Strom für einen Lüfter mit angemessener Größe zu erhalten.

Die 2001 eingeführte Lancia-These hatte dieses System. Grundsätzlich war das Glas im Schiebedach ein Solarpanel, mit dem der A / C-Lüfter betrieben wurde, wenn das Auto in direktem Sonnenlicht geparkt war. Je intensiver der Sonnenschein, desto mehr Leistung für die Fans, desto kühler würde die Kabine werden. Dieses System war eines von vielen Dingen in der Lancia-These, die wirklich brillant waren, sich aber nicht durchzusetzen schienen.

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Abgesehen von der begrenzten Leistung, die von einem Panel erzielt werden kann und die geringer ist als die, die für den Betrieb von mehr als einem Lüfter erforderlich ist, gibt es möglicherweise zwei weitere Gründe

1. Aktuelle Sonnenkollektoren sind flach und starr. Wenn Sie eines in das Dach eines Autos einbauen, kann dies das Design, die Aerodynamik oder beides beeinträchtigen.

2. Durch Hinzufügen eines Paneels erhöhen Sie das Gewicht des Autos, was den Kraftstoffverbrauch beeinträchtigt (zusätzlich zu den aerodynamischen Einbußen). Dies wiederum erhöht die Betriebskosten und auch die vom Eigentümer zu zahlenden Straßensteuern (zumindest) in vielen EU-Staaten keine Ahnung von USA).

Aufgesprühte Solar-PV-Beschichtungen arbeiten in Forschungs- und Entwicklungslabors. Diese Technologie könnte in naher Zukunft für Autos verfügbar sein. Es hätte keine aerodynamische oder Styling-Strafe und eine viel geringere Gewichtsstrafe.

Eine einfache Lösung

Sie können ähnliche Ergebnisse erzielen, indem Sie alle Türen ca. 1 Minute lang öffnen, bevor Sie in Ihr Auto einsteigen. Die gesamte heiße Luft im Auto wird durch wahrscheinlich noch warme Luft von außen ersetzt. Wenn kein Wind weht, können Sie die Belüftung zusätzlich einschalten. Eine Minute Belüftung schadet der Autobatterie normalerweise nicht zu sehr. Außerdem wird die Wärme aus dem Lüftungssystem abgeleitet.

Das Problem ist nicht so sehr die Innenluft als das Auto selbst

Das Dach und die Sitze des Autos werden weiterhin beheizt. Die warme Luft von außen wird wenig dazu beitragen, sie tatsächlich abzukühlen. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Es ist also nicht gut, Dinge abzukühlen. Als Referenz fühlen Sie, wie heiß die Straße an einem Sommertag wird. Und die Straße ist den ganzen Tag draußen, und warme Luft ersetzt die erwärmte Luft, die aufsteigt. Sie können tatsächlich sehen, wie die Luft steigt. Es ist der Dunst an heißen Tagen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die von der Sonne einfallende Wärme einfach zu viel ist, um über die Umgebungsluftkühlung abgeführt zu werden.

Für bessere Ergebnisse

Legen Sie reflektierende Folie in alle Fenster Ihres Autos. Verstauen Sie es in der ~ 1 Minute, in der Sie alle Türen geöffnet haben. Die Folie hält die Wärme in erster Linie vom Auto fern. Der Innenraum wird also nicht so stark erwärmt.

Noch bessere Ergebnisse können im gleichen Zeitraum von ~ 1 Minute erzielt werden: Gießen Sie Wasser über das Dach. Das Wasser verdunstet und kühlt das Dach etwas ab. Sie sollten dies tun, bevor Sie die reflektierende Folie verstauen, damit die Verdunstungswasserkühlung einige Zeit in Anspruch nimmt. Dadurch wird das Dach leicht von "Nicht berühren" zu "Noch warm".

Alles dreht sich um Geld

Wie viele Leute würden mit den oben genannten Optionen Ihrer Meinung nach $$$ für eine technische Lösung bezahlen, die das Problem wahrscheinlich schlimmer als oben lindert?

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

Grundsätzlich können Sie die einströmende Wärme (z. B. von einer schwarzen Platte auf dem Dach Ihres Autos) verwenden, um Ihr Auto in eine Art Kühlschrank zu verwandeln. Es wird sicherlich nicht so kalt wie ein echter Kühlschrank, aber das Prinzip ist gesund. Ich würde annehmen, dass die Gesamteffizienz ausreichen könnte. Diese Annahme basiert auf der Beseitigung 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 Wasserleitungen und die einfache Tatsache, dass die Wärme am besten von unten aufgebracht werden sollte, während sie von oben hereinkommt, macht die Implementierung dieses Systems für mobile Anwendungen wie Autos zumindest schwierig.

TL; DR

Es gibt mehrere Konzepte, von denen keines in Bezug auf Preis, Effizienz und Benutzerfreundlichkeit zu aufwändig ist, um weit verbreitet zu werden.