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La start-up néerlandaise Lightyear veut produire probablement la voiture de série la plus “verte” aujourd’hui. Son premier et toujours en pré-production type Lightyear 0, par exemple, ne comporte aucun matériau d’origine animale à l’intérieur, mais il devrait surtout produire sa propre énergie pour son propre fonctionnement.
Les voitures auront des panneaux solaires incurvés sur le toit, le capot et le coffre, qui ajouteront de l’énergie à la batterie de la voiture pendant la conduite et le stationnement. Au total, il y a environ cinq mètres carrés de panneaux sur la hotte avec une puissance maximale de 1,05 kilowatt.
Cependant, le rôle principal pour leur déploiement n’est pas joué par l’économie de ce type d’opération. C’est une voiture extrêmement chère : chacune des 946 unités de la première série vous coûtera 250 000 euros, soit un peu moins de six millions de couronnes au taux de change actuel. C’est plusieurs fois plus que pour les voitures électriques de milieu de gamme. Par exemple, la nouvelle Nissan Leaf coûtera environ 930 000, la Tesla Model 3 à partir de 1,4 million et plus.
Un tel investissement ne peut jamais être récupéré, même si les prix de l’électricité restent éternellement aussi élevés qu’ils le sont aujourd’hui – et même s’ils vont encore plus haut, comme nous le verrons. Par souci de simplicité, calculons que l’électricité coûterait 12 couronnes par kilowattheure pour toujours.
Pour les quelque 4,5 millions de couronnes que vous paierez en plus contre la Tesla 3, vous pourriez acheter environ 375 mégawattheures. Tant de panneaux sur le corps Lightyear 0 peuvent produire environ 360 000 heures de fonctionnement à pleine puissance, c’est-à-dire dans des conditions idéales. Dans le même temps, 360 000 heures correspondent à 15 000 jours, et donc à 41 ans. Et bien sûr, cela prend en compte une journée purement hypothétique pendant laquelle le Soleil brille pleinement 24h/24.
En d’autres termes, dans la pratique, les panneaux de Lightyear 0 ne peuvent jamais s’autofinancer. Pour l’instant, ce n’est qu’un jouet coûteux pour un groupe spécifique parmi les 1% les plus riches.
Cependant, mis à part le prix, les performances de la voiture sont en fait impressionnantes. Ils se déplacent à la limite de ce qui est possible aujourd’hui lors de la conception d’une voiture pratiquement utilisable – même si cette “fantaisie” technologique se traduit par un prix très peu pratique.
Maximisation et minimisation
Tout le concept Lightyear 0 est basé sur l’augmentation de l’efficacité et la réduction de la consommation. Le coefficient de résistance à l’air est à la limite record de 0,19. Ce n’est pas un record complet, la même valeur a également été mesurée, par exemple, pour la petite voiture électrique General Motors EV1, avec laquelle son constructeur a presque exactement quart de siècle tenté sans succès d’ouvrir un nouveau marché.
Lightyear 0 est cependant une grande voiture à cinq portes avec un volume de coffre de 640 litres, similaire au break Octavia. Une si faible valeur de résistance à l’air est dans un tel cas un résultat beaucoup plus admirable, qui a demandé beaucoup de travail. Par exemple, la voiture n’a pas de rétroviseurs, mais les caméras et les concepteurs ont travaillé avec soin pour réduire la traînée du fond de la voiture, qui est parfaitement lisse. Les roues arrière ne sont pas non plus masquées par accident.
Cette vue montre bien à la fois les lignes douces de la voiture et le fait que les concepteurs ont utilisé chaque centimètre libre de la carrosserie pour elles.
La voiture extrêmement aérodynamique n’a de toute façon pas de performances éblouissantes. La vitesse maximale est limitée à 160 km/h. L’accélération de 0 à 100 km/h prend 10 secondes relativement longues pour une voiture électrique. Le système d’entraînement est “réglé” pour une efficacité maximale, bien que son efficacité soit très élevée dans les voitures électriques. La marge d’amélioration est nettement plus réduite ici qu’avec les moteurs à combustion interne.
La voiture devrait avoir une batterie d’une capacité relativement petite de 60 kWh. La version la moins chère de la Tesla Model 3 dispose d’une batterie environ un dixième plus petite, à savoir 55 kWh. Or, l’autonomie de la Model 3 selon la méthodologie WLTP est d’environ un quart inférieure aux promesses de Lightyear : 450 kilomètres contre 625 kilomètres. A une vitesse moyenne de 110 km/h, la voiture électrique devrait parcourir environ 560 kilomètres.
Vous avez probablement calculé vous-même que la consommation de Lightyear est d’environ 10 kWh aux 100 kilomètres. La consommation moyenne des voitures électriques selon les tables même selon les mesures réelles Les données en pratique, elle varie d’environ 14 à 25 kWh aux cent kilomètres.
Ce sont des valeurs sans tenir compte de la charge pendant la conduite. Dans des conditions idéales, la voiture pourrait collecter de l’énergie sur 10 kilomètres supplémentaires pour chaque heure de conduite. En pratique, même dans le meilleur des cas, ce sera certainement moins, le constructeur promet que pendant l’été et le printemps espagnols, la voiture pourra être rechargée jusqu’à 70 kilomètres par jour.
Ce sera sans aucun doute un extrême, la moyenne à long terme sera plus faible. Cependant, sans accès aux résultats des tests ou auprès des propriétaires, il est difficile de dire s’il s’agira de 30, 40 ou 50 kilomètres. La seule chose qui est certaine, c’est que les utilisateurs espagnols auront toujours de meilleurs résultats que les utilisateurs tchèques en moyenne.
Cependant, il s’agit d’un nombre particulièrement élevé dans cette catégorie encore très restreinte de “voitures à énergie solaire”, ce qui, entre autres, indique à quel point la Lightyear est construite spécifiquement à cet effet. Dans le cas des voitures ordinaires, dont les concepteurs “jettent” des panneaux sur le toit, les contributions à la gamme sont bien inférieures.
Par exemple, Hyundai propose en option un toit panoramique avec panneaux solaires pour la voiture électrique Ioniq 5. Avec environ six heures d’énergie solaire par jour, ils peuvent recharger une voiture pour une moyenne de quatre kilomètres de conduite. Toyota propose également un toit solaire sur le modèle Prius sur certains marchés, et ils sont censés permettre de parcourir jusqu’à six kilomètres de plus par jour.
Pourquoi si peu ? La surface des panneaux est beaucoup plus petite dans les deux voitures mentionnées et les voitures consomment beaucoup plus que la Lightyear optimisée pour l’économie. Pour les voitures normalement “affamées”, la lumière du Soleil sera très probablement toujours une ressource trop pauvre. Cela est dû au fait que l’espace sur la voiture est limité et que la puissance des panneaux photovoltaïques ne peut pas trop augmenter.
Bien que les panneaux les plus courants aujourd’hui soient fabriqués de la même manière que les puces en silicium, les performances des panneaux photovoltaïques sont régies par une loi différente de la loi de Moore pour les puces, à savoir que la puissance double tous les 18 mois.
Malheureusement, la physique dit que l’efficacité maximale des panneaux ne peut pas être beaucoup plus élevée qu’aujourd’hui. Lightyear 0 a des panneaux avec une efficacité d’environ 20 %, la limite d’efficacité théorique des panneaux conventionnels en silicium monocouche est de 30 %. Et les dossiers de laboratoire sont d’environ 25 pour cent.
Il existe des moyens de contourner cette limitation dans une certaine mesure. Les panneaux multicouches, dont la limite d’efficacité théorique est plus élevée, sont en cours de développement et sont déjà produits de manière limitée. 42 % pour deux couches, 49 % pour trois couches. Le maximum hypothétique est alors de 86% pour un panneau au nombre infini de couches, mais un tel article n’existera toujours que sur papier.
Quand on calcule que l’efficacité des panneaux serait doublée, une voiture comme la Lightyear 0 pourrait produire de l’électricité en une heure sur une autonomie d’environ 20 kilomètres. En réalité, cependant, l’effort principal dans le développement du photovoltaïque est dirigé vers la réduction du prix. Les articles avec une efficacité d’environ 30% sont encore très, très loin d’être pratiques.
Ainsi, aucun d’entre nous ne dévalera l’autoroute 130 alimentée uniquement par le Soleil dans les décennies à venir. Mais peut-être que dans 10, 20 ans, ils pourraient trouver ceux qui pourraient conduire une “trente” quelques heures par jour à l’énergie solaire.
Donc, s’il s’avère que les panneaux des voitures ne sont pas obstrués par la poussière, ils ne sont pas très défectueux ou – et c’est très probable – ils ne peuvent toujours pas être produits à un prix assez bas. En regardant le prix de la nouvelle voiture “solaire” Lightyear, il semble qu’il reste évidemment le plus de travail à faire à cet égard.
