Nada más apropiado que el calor sofocante del que —tememos— pueda ser uno de los veranos más frescos de este siglo para sacar a colación una noticia sobre el coche solar. Leemos en Xataka Movilidad: «El coche eléctrico plantea demasiados retos. China ya ha ido un paso más allá con su primer coche solar». Dejemos aparte la calidad lampante del titular, engordado por una dosis de juicio de valor innecesaria, y centrémonos en el aparato reseñado. Supuestamente, se trata de un coche que funciona…

Sin combustibles fósiles, ni ninguna otra fuente externa. Solo con pura energía solar.

Suena a exageración, pero ¿lo es? Hasta ahora hemos visto algunos coches con paneles solares, como el Sono Sion, el Lightyear 0 o el microcoche Aptera, que fardan de autonomías más o menos increíbles con ayuda de la energía solar. Pero aquí tenemos un vehículo, el Tianjín, que se mueve —cuentan— sin nada más que la luz diurna. ¿Por qué invertir en cargadores eléctricos y en redes de distribución si podemos tener coches que no consuman nada en absoluto?

La energía que viene del espacio

Hay varias formas de encarar la respuesta a esta cuestión, pero una particularmente sencilla de afrontar es partir de la cantidad de energía de la que dispondrá el vehículo, independientemente de las soluciones tecnológicas que adopte. Hablando del Sol como astro, con mayúsculas, es fácil: se trata de una estrella muy poco variable que irradia, en la órbita de la Tierra, con una energía de 1400 julios cada segundo y por metro cuadrado. Llamamos a ese número «constante solar», porque es lo máximo que puede dar el sol a la distancia a la que nos encontramos de él y en la mejor posible de las condiciones, en el vacío del espacio y mirándolo directamente. Si queremos más, tendríamos que acercarnos. ¿Qué tal a Venus?

A partir de esa cifra, todo es perder. La atmósfera absorbe una parte de esa radiación; no hablaríamos de calentamiento global si no lo hiciera. La tajada que se queda en el aire depende de muchos factores. El máximo de radiación suele darse en el solsticio de verano a mediodía, cuando el sol está más alto en el cielo. El número exacto depende de la latitud y la altura sobre el nivel del mar, pero suele redondearse a 1000 julios por segundo y metro cuadrado. Se nos ha escapado casi un 29 % por el capricho de vivir en un lugar con aire.

Las malas noticias nunca vienen solas. Naturalmente, la energía del sol es térmica. Tenemos que convertirla a una forma que nos venga mejor para aprovecharla: ¡electricidad! Esto se logra mediante paneles solares, que son una ingeniosa aplicación del efecto fotoeléctrico descubierto por Heinrich Hertz en 1887. Bajo determinadas circunstancias, un rayo de luz puede arrancarle electrones a un átomo. Si encontramos la manera de recogerlos, ¡podríamos «enchufarnos» al sol! Einstein mediante —explicó el efecto en 1905 y por ello recibió el Nobel de Física—, los paneles fotovoltaicos resuelven esta situación, pero no sin dejarse más energía por el camino. Cuánta exactamente depende de la arquitectura de cada panel. Para montajes sencillos suele aceptarse el límite de Shockley-Queissel, que establece un máximo de rendimiento en el 33.16 %. ¡Esto significa perder un 66.84 % adicional!

Y no hemos terminado aquí: ese límite es teórico, con lo que la práctica nos lleva todavía más abajo. El rendimiento de un panel fotovoltaico de los que se pueden comprar está alrededor del 20 %. En el laboratorio son mejores, claro, pero como dicen por ahí, en teoría, teoría y práctica son iguales, pero en la práctica no. Desde el vacío del espacio hasta el suelo hemos perdido casi un 86 %. ¿Es eso todo?

Me temo que no. Ese panel con un rendimiento del 20 % devuelve alrededor de 200 julios cada segundo por metro cuadrado en forma de energía eléctrica… al mediodía solar, en el solsticio de verano, si no hay nubes, si no hay nada alrededor que proyecte sombra, si está correctamente orientado al sol, si está bien limpio y si no está demasiado caliente, lo que, paradójicamente, también afecta al rendimiento final.

Un coche solar, con los paneles montados en el techo, siempre va a tener una orientación peor que la óptima. El sol solo está justo encima en el trópico de Cáncer durante el solsticio de verano del hemisferio norte (o en el de Capricornio en el del sur). Cualquier hora distinta del mediodía va a mermar su capacidad de producir energía. Igual que cualquier nube, cualquier sombra —el edificio de enfrente, un árbol, una pérgola—, cualquier suciedad.

Haciendo números gordos

Vamos a hacer números gordos con la ayuda de una herramienta muy útil: el Sistema de Información Geográfica Fotovoltaica de la Unión Europea (PVGIS). Antes de nada, seleccionemos un punto en el mapa. Yo he seleccionado uno al azar por el centro de la península Ibérica. Por los datos técnicos que se han revelado del Tianjín, sabemos que monta un panel solar desplegable —por tanto, no utilizable en movimiento— de 8.1 metros cuadrados. No conocemos el rendimiento del panel, pero supongámoslo del 20 %, ya que mucho mayor no puede ser. Como PVGIS no parte de la superficie del panel, sino de los «kilovatios-pico» (kWp) que se van a usar (una medida de la potencia máxima posible de un montaje fotovoltaico), los calculamos usando la siguiente fórmula:

potencia (kWp) = 1 kW/m² × área (m²) × eficiencia (%) / 100

Con los valores que tenemos para el área y la eficiencia, obtenemos 1.62 kWp. Los introducimos en la pestaña «Conectado a red» y no en «FV autónomo», que sería más lógica a priori, porque esta última realiza también cálculos sobre un sistema de baterías del que no tenemos datos. En «Posición de montaje» seleccionamos «Posición libre», ya que la respuesta térmica de los paneles no es igual si se puede ventilar por debajo o no y, al menos en la parte de los paneles que se despliegan, parece que hay ventilación. En «Inclinación» y «Azimut» ponemos cero. Dejamos todo lo demás en sus valores por defecto y pulsamos el botón «Visualizar resultados».

En los resultados, observamos que los paneles del Tianjín pueden generar 2225.59 kilovatios-hora de energía a lo largo de un año, en condiciones óptimas de iluminación. ¿Cuál puede ser el consumo típico de un vehículo eléctrico con forma de monovolumen? No hay demasiados ejemplos para comparar, pero la cifra de 0.3 kilovatios-hora por kilómetro parece razonable. Esto supondría que nuestro vehículo puede hacer 7400 kilómetros en un año, una vez más, en condiciones óptimas de iluminación.

Nada de aparcarlo a cubierto, ni en calles con sombra, ni de dejarlo ensuciarse. Como para cargarse tiene que tener los paneles desplegados y esto impide que esté en movimiento, si queremos acercarnos a ese kilometraje máximo tendremos que movernos —paradójicamente para un coche solar— de noche. Y como la generación de energía en los meses de verano es tres veces mayor a los de invierno, nos encontraremos con que podremos hacer casi 1000 kilómetros en julio, pero apenas 300 en enero.

¿Y en otros lugares?

El Tianjín toma su nombre de la ciudad homónima, que se encuentra a una latitud similar a la de nuestro cálculo, así que no podemos asumir que los resultados serían mejores allí. Tendríamos que llevar el coche al interior de la provincia de Antofagasta, en Chile, para alcanzar uno de los mejores rendimientos posibles (debido tanto a la altitud como a las horas de luz solar anuales), y aun así nos dejaría en menos de 11000 kilómetros al año, menos de lo que hace un particular medio en España con su turismo. Si, por otro lado, decidiéramos probar suerte en Edimburgo (Escocia), no llegaríamos a los 4000 kilómetros en un año. En diciembre apenas podríamos movernos.

Además, estamos partiendo de una comparación incorrecta. El coche del futuro será, cada vez más, de uso compartido. Esto significa que los kilometrajes anuales de referencia no serán los de un turismo privado, ridículamente bajos, sino los de un taxi, que estarán entre los 50000 y los 100000 al año. Completamente inalcanzables solo con el sol.

Una comida mejora con un buen aperitivo, pero un aperitivo solo no hace comida. Añadir paneles podría ayudar a cargar las baterías de un vehículo eléctrico en determinadas condiciones y con todas las salvedades que hemos hecho. Pero pretender mover un coche de tamaño normal solo con la luz diurna es una entelequia y, con toda probabilidad, no será posible.

Enlaces

Prego, C. (18/07/2022). El coche eléctrico plantea demasiados retos. China ya ha ido un paso más allá con su primer coche solar. Xataka Movilidad. Visitado el 24/07/2022, en https://www.xataka.com/movilidad/coche-electrico-plantea-demasiados-retos-china-ha-ido-paso-alla-su-primer-coche-solar.

JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) – Comisión Europea. (11/01/2016). Visitado el 24/07/2022, en https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/es/tools.html.