Atualmente, a maior parte dos automóveis movidos a energia solar parecem-se mais com os carrinhos de um parque de diversões ou com algo saído da ficção científica.
Na realidade, os carros solares existem. Mas parecem carros de brincar.
O melhor sítio para os ver é no World Solar Challenge, uma corrida de automóveis movidos a energia solar que se realiza de dois em dois anos na Austrália.
Na prova, os concorrentes têm de percorrer cerca de 3.000 quilómetros desde Darwin, na costa norte do país, até Adelaide, na costa sul, usando apenas a energia do Sol.
Muitos dos automóveis que competem nesta corrida parecem-se mais com veículos de parques de diversões ou de ficção científica do que com os carros que se vejam na estrada.
E isso diz-nos algo sobre a razão pela qual os carros solares não são uma opção para as viagens quotidianas — pelo menos por enquanto, explica Chen Liu, professor de Engenharia Informática e Eletrotécnica da Clarkson University, num artigo no The Conversation.
Recolher luz solar suficiente
Embora caia muita luz solar sobre a Terra durante o dia, esta luz dispersa-se à medida que atravessa a atmosfera, pelo que a quantidade que atinge uma determinada superfície é bastante reduzida.
Se calcularmos a média de energia solar que conseguiríamos recolher numa dada área, ao longo de um ano inteiro para eliminar os efeitos das diferentes estações, obtemos cerca de 342 watts por m2. É aproximadamente a energia suficiente para fazer funcionar um frigorífico normal.
Os grandes parques solares que recolhem eletricidade para as cidades e vilas compensam o facto de a luz solar se espalhar por uma área tão grande, colocando milhões de painéis solares em milhares de hectares. Alguns, principalmente em zonas desérticas, usam campos de espelhos para concentrar a energia do Sol.
Mas um carro normal não tem uma superfície suficiente para recolher muita energia solar. Os tamanhos destes carros variam muito, mas um carro de tamanho normal nos EUA tem cerca de 5 metros de comprimento por 2 de largura, pelo que tem cerca de 9 a 10 m2 de superfície horizontal.
Esta área, se pudesse ser toda aproveitada para captar energia solar, permitiria recolher cerca de 3 420 watts. Já é a suficiente para fazer funcionar um frigorífico, uma máquina de lavar louça e um forno de micro-ondas, quase uma cozinha inteira — mas não o suficiente para propulsionar um carro elétrico numa viagem normal.
Transformar a luz solar em energia
Outro problema é que os painéis solares atuais não são muito eficientes na conversão da luz solar em eletricidade. Normalmente, a sua eficiência é de cerca de 20%, o que significa que convertem em corrente elétrica cerca de 1/5 da energia solar que lhes chega.
Isto significa que 3 420 watts de energia solar que incidem sobre um carro médio coberto de painéis solares produziriam apenas 684 watts que o carro poderia utilizar. Em comparação, são necessários cerca de 20 000 watts para um veículo elétrico circular a 100 quilómetros por hora.
Os veículos que competem no Desafio Solar Mundial tendem a ser grandes e a ter um design que maximiza a sua área de superfície horizontal. Isto ajuda-os a recolher o máximo de luz solar possível.
Como veículo concetual, é aceitável, mas a maioria dos modelos não tem muitas janelas, nem espaço para nada, exceto para o condutor.
Quando o sol não brilha
Outro desafio é que a localização geográfica, as horas de luz do dia e as condições meteorológicas afetam a quantidade de energia solar que pode ser gerada.
A Terra está inclinada sobre o seu eixo, pelo que nem todas as áreas recebem quantidades iguais de luz solar num determinado momento.
Quando o Hemisfério Norte se inclina na direção do Sol, a parte superior do globo recebe mais exposição solar e observa a primavera e o verão, enquanto o Hemisfério Sul é mais frio e escuro.
Quando a metade sul do planeta se inclina na direção do Sol, as áreas da metade sul da Terra recebem mais Sol e a metade superior recebe menos.
As áreas próximas do equador recebem luz solar constante durante todo o ano, pelo que as zonas mais próximas do equador, como o Sul da Califórnia ou o deserto do Saara, têm uma energia solar mais intensa do que os locais mais próximos dos polos da Terra, como o Alasca.
Os carros solares também teriam dificuldade em recolher luz solar suficiente em dias nublados ou chuvosos. Mesmo as grandes empresas de serviços públicos com enormes parques solares têm de planear os períodos em que o Sol não brilha.
E os condutores precisam que os seus carros funcionem à noite. Para que um carro solar funcione depois de escurecer, teria de utilizar a energia extra que recolheu durante o dia e armazenou numa bateria.
Além disso, os painéis solares e as baterias aumentam o peso do carro, e os carros mais pesados precisam por sua vez de mais energia para funcionar.
Diversas equipas de investigadores estão a trabalhar, em vários países, no sentido de conceber carros solares que sejam mais adequados à utilização quotidiana.
Para que isso aconteça, os construtores terão de tornar os painéis solares mais eficientes na conversão da luz solar em energia e conceber painéis solares mais adequados aos automóveis.
Também será fundamental baixar o custos dos sistemas solares para automóveis, para que um consumidor médio os possa comprar.
Por enquanto, a opção mais próxima de um carro solar é um veículo elétrico, que é carregado em casa ou numa estação de carregamento.
Dependendo da forma como a eletricidade é produzida, parte da energia que alimenta estes automóveis provém provavelmente de painéis solares, turbinas eólicas, barragens hidroeléctricas ou outras fontes renováveis.
Assim, se estiver a conduzir ou a andar num carro elétrico, poderá estar a viajar com energia solar. Apenas não foi produzida na viatura.
