Rozwój fotowoltaika w sektorze motoryzacyjnym wiąże się nie tylko z innowacjami w zakresie ogniw, ale również z intensywnymi pracami nad nowymi materiałami konstrukcyjnymi. Tradycyjne szklane panele, znane z dachów budynków, coraz częściej ustępują miejsca nowoczesnym tworzywom elastycznym, które lepiej wpisują się w wymagania mobilności. W artykule przyglądamy się porównaniu dwóch głównych grup materiałów wykorzystywanych do produkcji paneli PV stosowanych w pojazdach: szkła oraz elastycznych kompozytów. Jakie są ich zalety, wady, zastosowania i perspektywy na przyszłość?
Szkło – trwałość i sprawdzona technologia
Fotowoltaika w tradycyjnej wersji wykorzystuje hartowane szkło jako podstawowy materiał ochronny dla ogniw krzemowych. Takie rozwiązanie jest odporne na grad, warunki atmosferyczne, UV i uszkodzenia mechaniczne. Panele szklane cechują się wysoką trwałością (25–30 lat), stabilnością wymiarową oraz wysoką sprawnością konwersji energii – sięgającą nawet 22%. Jednak ich wadą jest duża waga i sztywność, które ograniczają zastosowanie w motoryzacji, zwłaszcza w lekkich pojazdach, jak kampery, auta elektryczne czy busy. Fotowoltaika w tej formie może być wykorzystywana w pojazdach stacjonarnych lub półmobilnych, np. przyczepach, stacjach ładowania, mobilnych kontenerach energetycznych. Mimo ograniczeń fizycznych, szkło nadal pozostaje materiałem pierwszego wyboru w miejscach, gdzie liczy się niezawodność i efektywność.
Tworzywa elastyczne – nowy standard mobilności
Instalacje fotowoltaiczne oparte na tworzywach elastycznych zyskują na znaczeniu dzięki swojej niskiej wadze, giętkości oraz możliwości dostosowania do nieregularnych powierzchni karoserii pojazdu. Cienkowarstwowe moduły PV, wykonane z folii PET, polimerów ETFE lub materiałów kompozytowych, są znacznie lżejsze od klasycznych paneli szklanych i mogą być montowane na dachach, maskach czy nawet bokach pojazdu. Instalacje fotowoltaiczne elastyczne są idealne do montażu w kamperach, vanach, pojazdach ekspedycyjnych i mobilnych punktach usługowych. Ich sprawność jest zazwyczaj niższa (10–17%), ale rekompensowana większą powierzchnią montażu i mobilnością. Dzięki zdolności do zginania i klejenia bezpośrednio do karoserii, otwierają nowe możliwości dla projektantów samochodów, którzy chcą łączyć estetykę z funkcjonalnością energetyczną.
Wytrzymałość i odporność na warunki drogowe
Fotowoltaika w motoryzacji musi sprostać bardzo specyficznym wymaganiom eksploatacyjnym – wibracjom, zmiennym temperaturom, zanieczyszczeniom drogowym i uszkodzeniom mechanicznym. Panele szklane radzą sobie świetnie z promieniowaniem UV i deszczem, ale są bardziej podatne na mikropęknięcia przy długotrwałym obciążeniu dynamicznym. Elastyczne tworzywa lepiej znoszą wstrząsy i zmiany temperatury, a ich struktura nie ulega odkształceniom pod wpływem drgań. Z drugiej strony, folia ochronna na powierzchni modułów może szybciej się zużywać, co skraca ich żywotność do około 10–15 lat. Fotowoltaika oparta na tworzywach jest też bardziej podatna na zabrudzenia, dlatego wymaga regularnego czyszczenia, zwłaszcza w pojazdach przemierzających tereny piaszczyste lub błotniste. W praktyce oba typy materiałów mają swoje miejsce – wybór zależy od charakterystyki pojazdu i oczekiwań użytkownika.
Co przyniesie przyszłość materiałowa?
Instalacje fotowoltaiczne w najbliższych latach będą rozwijać się w kierunku jeszcze lżejszych i bardziej wydajnych materiałów, takich jak perowskity, grafen czy struktury organiczne. Zintegrowane z karoserią kompozyty PV, zdolne do produkcji energii nawet w warunkach rozproszonego światła, otworzą nowe możliwości dla producentów pojazdów elektrycznych i autonomicznych. Instalacje fotowoltaiczne staną się integralną częścią projektowania nadwozia – nie tylko jako źródło zasilania, ale także jako element designu i tożsamości marki. Równolegle rozwijać się będą systemy ochronne (np. samoczyszczące powłoki) oraz inteligentne systemy zarządzania energią, które maksymalnie wykorzystają potencjał energii słonecznej. Wybór między szkłem a tworzywami będzie coraz częściej zależał nie tylko od kosztów, ale i od konkretnego zastosowania w danym typie pojazdu.
Technologia dopasowana do potrzeb mobilności
Wybór między szkłem a tworzywami elastycznymi w fotowoltaika zależy przede wszystkim od zastosowania, oczekiwań użytkownika i charakterystyki pojazdu. Instalacje fotowoltaiczne na bazie szkła oferują maksymalną trwałość i sprawność, ale są mniej mobilne. Elastyczne moduły, choć mniej wydajne, oferują większą wszechstronność i lepsze dopasowanie do warunków drogowych. Nowe materiały i innowacyjne podejścia łączące te dwa światy już dziś trafiają na rynek, oferując użytkownikom najlepsze z obu rozwiązań. Motoryzacja przyszłości będzie nie tylko elektryczna – będzie również inteligentnie słoneczna.