太陽光発電を搭載した自動車を太陽光の下に駐車した場合の室内温度と空調負荷への影響

ポルトガルのリスボン大学の科学者によって行われた研究は、太陽光発電 (PV) モジュールを組み込んだ車両を取り巻く重要な問題、つまり、充電するためにこれらの車両を太陽の当たる場所に駐車した場合の影響と、その後の室内温度の上昇に光を当てました。 。この温度の上昇により、ドライバーにとって快適なレベルに達するために、エアコン (AC) システムにより多くの電力が必要となります。

 

研究者らはこの「駐車場のジレンマ」を認識し、典型的な夏の条件下での乗用車の熱特性を理解することに着手しました。彼らの目的は、太陽の下で駐車したときの車両の熱性能を調査することでした。

 

実験を行うために、科学者たちは、ライトグレーの外装と黒の革内装の中型車、アルファ ロメオ 156 を使用しました。車の屋根には特注の日射量測定器が設置され、室内温度を測定するために赤外線温度計がギア シフト コンソールに設置されました。

 

研究者らは、1 日のさまざまな時間帯のさまざまな日陰条件下での屋外日射量と屋内および屋外の温度に関するデータを収集しました。彼らは午前 7 時から正午頃まで日陰に車を駐車し、正午から午後 8 時まで直射日光にさらしました。

 

実験 II では、車を日陰に駐車している間に、ファンと組み合わせた電気ヒーターを使用して車室内を暖房しました。実験は、ヒーターを平均電力 500 W に設定して、約 1 時間続きました。

 

初期の機内温度と外気温は 21.5°C でした。研究者らは、時間の経過とともに車室内温度が直線的に上昇し、温度を 3℃上昇させるには合計 390 Wh が必要であることを観察しました。データ ポイントをフィッティングした後、約 4°C/時間の傾きが得られました。

 

研究者らは、両方の実験の結果を使用して、日射利得と熱利得を考慮した車両の単純化された熱モデルを開発しました。彼らは一連の方程式を使用して、駐車時間が PV 発電と追加の空調負荷に及ぼす影響を分析しました。

 

調査により、PV の設置容量が低い車両では空調負荷への影響が大きいことが明らかになりました。臨界駐車時間は、PV 発電が追加の空調負荷を超えるために必要な最小時間を表し、0.5 kW PV システムの場合は約 2 時間であることがわかりました。  ただし、設置容量が 0.8 kW を超えるシステムの場合、日向での駐車は車両の航続距離に常にプラスの影響を与えました。

 

研究者らは、特に車両統合型 PV (VIPV) システムを搭載した実際の車両について、この概念をさらに探求する必要性を強調しています。  彼らはまた、太陽光発電バスの概念を検討することを提案しており、太陽光発電統合の利点を公共交通機関に拡張する機会を提供しています。

 

結論として、この調査は、太陽光発電を搭載した自動車を太陽の当たる場所に駐車した場合の室内温度と、その結果生じる空調負荷への影響を考慮することの重要性を強調しています。これらのダイナミクスを理解すると、車両の PV システムの設計と実装に情報が得られ、最終的には性能と航続距離が向上します。