מכונית סולארית מישראל תשתתף השנה, לראשונה, במרוץ בינלאומי

הסטודנטים חברי מועדון הרכב של אפקה - המכללה האקדמית להנדסה פיתחו, תכננו ובונים את "אורנע" - סדרה של מכוניות חשמליות הפועלות על אנרגיה סולארית (אנרגיית השמש).

אחת המכוניות בסדרה, "אורנע2", שהם בונים בימים אלה, תשתתף במרוץ המכוניות הסולאריות Europe solar challenge שתתקיים באילומן, בלגיה, בספטמבר השנה. 

זו תהיה הפעם הראשונה אי-פעם בה מכונית סולארית ישראלית תשתתף במרוץ מכוניות סולאריות. 

"אורנע" היא אחד הניסיונות הראשונים במדינת ישראל לבנות מכונית סולארית. ד"ר דן הרמן, מנחה הסטודנטים ומומחה לרכב, אומר כי "אורנע 1" היא המכונית הסולארית הראשונה בישראל שבנייתה הושלמה והצליחו לנהוג בה אי-פעם. 

לדברי יו"ר המועדון, עידן רשף, סטודנט להנדסה מכינת באפקה ושותף בתכנון ובבניית "אורנע": "לקחנו מנועים מרכבים קיימים, בנינו שלדה והרכבנו עליהם פאנלים סולאריים, ויצרנו מכונית שנוסעת בימי שמש בין 10:00 ל-15:00 במהירות של עד 110 קמ"ש".

מרוץ iESC בבלגיה מתקיים במשך 24 שעות, מ-13:00 בצהרי היום הראשון של המרוץ עד 13:00 למחרת, והמכוניות המשתתפות בו נמדדות לפי המרחק שהן מצליחות לבצע בזמן הזה. המרוץ בוחן, איפה, את יכולת ההנעה הסולארית והמהירות יחד.

לדברי הרמן: "אורנע 2 נבנית בימים אלה במיוחד לפי הצרכים של המרוץ. טסנו לבלגיה, היינו במרוץ ובדקנו בדיוק מה נדרש מהמכונית ומהנהגים בקבוצה שישתתפו בתחרות לעשות שם".

"בטכנולוגיה הקיימת, אין סיכוי למכונית סולארית מסחרית"

"אורנע" הוא רכב חשמלי-סולארי המתוכנן לסחוט כל וואט אפשרי מהסביבה. כוח ההנעה שלו מגיע מקולטנים (פאנלים) המותקנים על גבו, ומשילוב של סוללה עם מנועי Hub (מנועים חשמליים המותקנים בתוך הגלגלים עצמם וכך חוסכים את הצורך בתמסורת). 

"אורנע2", המכונית הסולארית השנייה של מועדון הרכב במכללת אפקה, הדמייה

החשמל מהלוחות הסולאריים עובר דרך בקרי MPPT - מחשב קטן הבודק את פלט הפאנל הסולארי מאות פעמים בשנייה, ומתפקד, למעשה, כ"תיבת ההילוכים" האלקטרונית של המערכת.

הבקרים הללו מנטרים את המתח החשמלי של הפאנלים הסולארים, המשתנה כל העת, למתח המדויק שהסוללה צריכה, מה שמונע אובדן אנרגיה קריטי ומבטיח נצילות מקסימלית, ובכך מגדילים פי שלוש את נצילות האנרגיה של המכונית.

החשמל עובר דרך פסי צבירה מנחושת בצומת מרכזי אחד, המנהל תנועה דו-כיוונית: בזמן האצה, הכוח זורם מהסוללה והשמש למנועים, ובזמן בלימה - המערכת הופכת את כיוון הזמה (בלימה רגנרטיבית) ומחזירה את החשמל לסוללה, במקום לבזבז אותו כחום.

עם זאת, מערכת אגירת האנרגיה ב"אורנע " חלשה למדי,  ומספיקה לפחות משעה, כך שהמכונית יכולה לנסוע רק באור שמש, או חצי שעה-שעה אחרי שדעך. לדברי רשף: "אם יוצאים לדרך לפנות צהריים, אפשר לנסוע בה ממרכז הארץ לאילת - אך לא יותר מכך".

דור בן שבת, סטודנט ממכללת אפקה וחבר מועדון הרכב של המכללה, במכונית "אורנע2" הסולארית במהלך בנייתה. צילום: אפקה

"אורנע 1" מסוגלת לנסוע למרחק של מאות קילומטרים. במועדון הסטודנטים שאפו לבצע לה נסיעת מבחן מדן ועד אילת, אך משטרת ישראל לא אישרה זאת, כיוון שאינה עומדת בסטנדרטים הנדרשים ממכוניות בכבישים בין-עירוניים.

עד כה, היא נסעה לטווח של עשרה קילומטרים. הסטודנטים תכננו לקיים לה נסיעת מבחן ארוכה יותר ברחובות בבית שאן, שקיבלה אישור משטרתי, ולהציג אותה בבתי ספר תיכוניים בעיר, אך האירוע נועד להתקיים ב-10 באוקטובר 2023 ובוטל בשל המלחמה.

לדברי הרמן: "המטרה שלנו הייתה לבנות קבוצה ישראלית שתתמודד במרוצי מכוניות סולאריות בעולם, והצלחנו במטרה הזאת, אף כי חלק ניכר מהסטודנטים נקראו שוב ושוב לשירות מילואים שאיתגר את התפקוד שלה.

"בניית מכונית סולארית היא משימה מורכבת שאורכת כשנתיים. בנינו בינתיים את האוטו הראשון, ועכשיו אנחנו בונים את השני לקראת התחרות, ומחפשים ספונסר שייתן לה שם חסות".    

"טוקאי", מכונית סולארית יפנית שניצחה במרוץ World Solar Challenge שהתקיים באוסטרליה ב-2009. צילום: Hideki Kimura, Kouhei Sagawa

מכוניות סולאריות נבנו בעולם מאז שנות ה-80. מספר חברות, ביניהן Lightyear ההולנדית, אפטה מוטורס הגרמנית וסונו מוטורס האמריקנית, ניסו בעשור האחרון לתכנן מכוניות סולאריות שישמשו לייצור מסחרי, אך כל הניסיונות נכשלו. 

לדברי הרמן: "בטכנולוגיה הקיימת, אין היתכנות למכונית סולארית שתוכל לשמש נוסעים לצרכים מעשיים. שטח הגג של האוטו אינו מספיק כדי להציב עליו קולטן בשטח שייצר מספיק אנרגיה כדי לנסוע ברציפות גם בחושך, בצל או במזג אוויר מעונן".

השימוש היחיד בהן, עד היום, הוא למרוצי מכוניות סולאריות. באוסטרליה מתקיים מרוץ עולמי שנתי למכוניות סולאריות, World Solar Challenge, מאז 1987; בארה"ב מתקיים מרוץ מאז 1990; בבלגיה מאז 2011; בסין ויפן מתקיימים מרוצים קטנים רבים.

ההערכה היא שבעולם קיימות כמה אלפי מכוניות סולאריות, שכולן נבנו כניסוי מדעי או כמכוניות מרוץ. ב-2016 פורסם כי קבוצת סטודנטים פלסטינים מאוניברסיטת אזהר בעזה בנתה מכונית סולארית והצליחה לנהוג בה, ולמעשה, הקדימה את הישראלים.