World Solar Challenge: fino a dove arriva un'auto solare?

L’energia solare è una grande fonte di energia rinnovabile, ma ha sempre avuto i suoi limiti. Nella migliore delle ipotesi, in una giornata soleggiata sulla superficie terrestre sono disponibili solo 1.000 Watt/m2 e l'efficienza limitata dei pannelli solari riduce ulteriormente questa potenza. È una quantità così bassa che i pannelli solari sulle autovetture sono stati limitati a compiti umili come la manutenzione della batteria e il funzionamento di ventilatori a bassa potenza.

Tuttavia, laddove alcuni potrebbero vedere un’impossibilità, altri vedono un’opportunità. La World Solar Challenge è una competizione che ha lo scopo di mostrare il vero potenziale dei trasporti alimentati ad energia solare. A 30 anni dalla sua nascita, ciò che prima era impossibile viene infatti realizzato da più team in meno di un decimo del tempo originale. Per tenere i concorrenti all'erta, le regole si sono evolute nel tempo, spingendo sempre oltre i limiti di ciò che è possibile fare semplicemente con la luce del sole. Questo non è il trasporto tradizionale; questa è una sfida ingegneristica. Quanto lontano puoi andare con un'auto solare?

Il capostipite dell'evento è stato un certo Hans Tholstrup, un avventuriero di origine danese con la passione per la sostenibilità e le alternative ai combustibili fossili. Lavorando con la leggenda australiana delle auto da turismo Larry Perkins e suo fratello Garry, il trio ha costruito un veicolo a energia solare chiamato The Quiet Achiever. Nel 1982, il veicolo leggero percorse 2.518 miglia da Perth a Sydney in soli 20 giorni, sfruttando esclusivamente l'energia del sole. L'impresa ricevette molta attenzione da parte del pubblico, portando direttamente alla prima edizione del World Solar Challenge appena 5 anni dopo.

Il concorso inaugurale è stato organizzato nel 1987, in collaborazione con la South Australian Tourism Commission. Alla partenza si sono schierati 13 concorrenti, 6 dei quali sono arrivati ​​al traguardo. La General Motors ha vinto l'evento con Sunraycer, completando un percorso da Darwin ad Adelaide in sole 44 ore e 90 minuti, battendo di quasi 23 ore il secondo classificato della Ford Australia.

Inizialmente ogni tre anni, a partire dal 1999 è diventata ogni due anni. In alcuni anni oltre 50 squadre si sono unite alla gara sulla linea di partenza, anche se molte si sono ritirate a causa di incidenti o problemi meccanici che hanno posto fine alla gara. I partecipanti provengono da background diversi da tutto il mondo per competere nella gara. Gli ultimi tre decenni di concorrenza hanno visto la partecipazione di produttori automobilistici, aziende tecnologiche, università e persino scuole superiori. Spesso gli sponsor dei team provengono da industrie high-tech coinvolte nella tecnologia rilevante per tali applicazioni. Avere a bordo un’azienda in grado di fornire pannelli solari altamente efficienti o un motore leggero e potente può fare molto.

Nel corso degli anni, la corsa si è evoluta man mano che le nuove tecnologie sono emerse. Le normative sulla superficie massima dei pannelli solari sono state inasprite man mano che i pannelli sono diventati più efficienti nel corso degli anni. Ciò aiuta a contenere i costi, poiché i pannelli solari più recenti e migliori non sono economici. Altre normative si concentrano sulla limitazione dello stoccaggio di energia a bordo e sulla garanzia di condizioni di parità tra i concorrenti. I veicoli da competizione circolano su strade pubbliche e quindi sono tenuti a rispettare i limiti di velocità e le regole stradali.

Con l’aumento delle velocità medie nel corso degli anni, le regole sono cambiate per concentrarsi anche sulla praticità, con l’obiettivo di guidare i concorrenti verso la progettazione di veicoli che siano più vicini a qualcosa di utilizzabile su strada. La competizione ora prevede la Classe Cruiser per veicoli multi-passeggero, che vengono classificati in base a fattori quali la facilità di ingresso e il numero totale di chilometri-passeggeri accumulati durante il viaggio.

Proprio come gli sport motoristici tradizionali, i regolamenti del World Solar Challenge hanno plasmato la progettazione dei veicoli da competizione. Con un’energia disponibile limitata, l’efficienza è fondamentale in ogni aspetto della progettazione. Un concorrente che è in grado di catturare più energia e trasformarla in movimento in avanti è nella posizione migliore per portare a casa la vittoria.

Dal punto di vista elettrico, la prima preoccupazione è catturare quanta più energia possibile dalla luce solare disponibile. Installare i pannelli solari con la massima efficienza disponibile è solo una parte dell’equazione. Le squadre spesso inclinano i pannelli solari in modo che siano perpendicolari ai raggi del sole al termine della guida alle 17:00, per sfruttare al massimo la luce disponibile prima del tramonto. Per strizzare fino all'ultima goccia dalle celle, viene utilizzato l'hardware di monitoraggio del punto di massima potenza per mantenere le celle solari nel loro intervallo operativo ottimale. Motori e controller sono progettati in modo simile con l'obiettivo di sprecare la minor potenza possibile durante la spinta del veicolo lungo la strada.