نموذج بحثي يختبر حدود السيارات الشمسية
قدمت جامعة كليمسون، بالتعاون مع قسم الأبحاث والتطوير في مجموعة BMW، نموذجها الاختباري Deep Orange 17 – Luminetta، في مشروع بحثي يستكشف إمكانية إنتاج سيارة كهربائية للطاقة الشمسية قادرة على توليد طاقة تتجاوز ما تستهلكه خلال الاستخدام الحضري اليومي.
طوّر النموذج فريق مكوّن من 16 طالب دراسات عليا، مع التركيز على تحقيق أعلى كفاءة ممكنة من خلال الجمع بين الوزن المنخفض، والديناميكا الهوائية المتقدمة، والطاقة الشمسية. وتضم السيارة أكثر من 1,700 خلية كهروضوئية موزعة على هيكلها الخارجي، ما يسمح لها بجمع الطاقة الشمسية أثناء توقفها أو أثناء الحركة.
وزن 550 كجم لتحقيق كفاءة أعلى
يُعد الوزن أحد أهم عناصر تصميم Luminetta، إذ يبلغ وزنها نحو 550 كيلوجراماً فقط، وهو رقم منخفض جداً مقارنة بالسيارات الكهربائية الإنتاجية الحديثة.
ولتحقيق ذلك، اعتمد الفريق على هيكل متعدد المواد يجمع بين الفولاذ الهيكلي والألمنيوم وألياف الكربون، إلى جانب وصلات معدنية مصنّعة بالطباعة ثلاثية الأبعاد. ويساعد هذا البناء الخفيف على تقليل الطاقة المطلوبة لتحريك السيارة، وبالتالي زيادة الاستفادة من الطاقة التي تنتجها الخلايا الشمسية.
كما جرى تطوير التصميم الخارجي لتحسين الكفاءة الهوائية، مع اعتماد شكل مستوحى من سمكة الصندوق (Boxfish) لتقليل مقاومة الهواء. ووفقاً للمحاكاة الحاسوبية التي أجراها الفريق باستخدام بيانات مناخية لمدن مختلفة حول العالم، يمكن لرحلة حضرية يومية لمسافة 20 كيلومتراً أن تترك فائضاً من الطاقة يعادل نظرياً نحو 50 كيلومتراً من المدى الإضافي.
تقنيات مخصصة للبحث والتطوير
لا تقتصر Luminetta على منظومة الطاقة الشمسية، إذ تتضمن المقصورة واجهة رقمية حديثة تدعم Apple CarPlay وAndroid Auto، إلى جانب تقنيات أخرى يجري تطويرها لدراسة استعادة الطاقة والتحكم في السيارة.
ومن المقرر أن تواصل Luminetta عملها كمنصة بحثية في منشأة CU-ICAR التابعة لجامعة كليمسون، حيث سيستمر الفريق في اختبار تقنيات استعادة الطاقة وتوزيع العزم الذكي. كما من المخطط عرض عدد من هذه التقنيات خلال معرض CES 2027.
هل تصبح الطاقة الشمسية جزءاً من مستقبل السيارات؟
لا تمثل Luminetta سيارة إنتاجية موجهة للمستهلكين في الوقت الحالي، بل مشروعاً بحثياً يوضح كيف يمكن لتقليل الوزن وتحسين الديناميكا الهوائية والاستفادة من الطاقة الشمسية أن تعمل معاً لرفع كفاءة المركبات الكهربائية.
ورغم أن تحويل هذه الفكرة إلى سيارة إنتاجية عملية لا يزال يواجه تحديات تتعلق بالتكلفة، ومساحة الخلايا الشمسية، وظروف الطقس، إلا أن المشروع يقدم اتجاهاً مثيراً للاهتمام في تطوير وسائل نقل أكثر كفاءة. ومع استمرار تطور تقنيات البطاريات والخلايا الشمسية والمواد خفيفة الوزن، قد تصبح الاستفادة من الطاقة الشمسية جزءاً أكثر أهمية من منظومة السيارات الكهربائية مستقبلاً.
نحو سيارات أكثر كفاءة
قد لا تكون Luminetta جاهزة للإنتاج التجاري، لكنها تقدم مثالاً عملياً على كيفية الجمع بين الطاقة الشمسية، وخفة الوزن، والديناميكا الهوائية المتقدمة لرفع كفاءة السيارات الكهربائية. ومع استمرار تطور هذه التقنيات، قد تصبح القدرة على توليد جزء من الطاقة المطلوبة أثناء الاستخدام عاملاً مهماً في تصميم سيارات المستقبل. وبينما لا تزال السيارات الشمسية تواجه تحديات عملية كبيرة، فإن مثل هذه المشاريع البحثية تساعد على اختبار حدود ما يمكن تحقيقه في مجال التنقل الكهربائي.