Un grup de 23 de studenți de la Eindhoven University of Technology a dezvoltat un vehicul electric solar destinat unei misiuni în care autonomia are o semnificație cu totul diferită față de cea obișnuită în industria auto.
Stella Juva este concepută pentru a transporta servicii medicale în comunități izolate, acolo unde lipsesc simultan combustibilul, electricitatea, infrastructura de încărcare și, uneori, chiar drumurile practicabile. Proiectul promite până la 715 km de autonomie într-o zi însorită, dar adevăratul examen va avea loc în Kenya, în condiții reale de utilizare.
Electrificarea flotelor este asociată aproape inevitabil cu infrastructura de încărcare. Pentru vehiculele comerciale și cele destinate serviciilor publice, problema devine și mai importantă: o mașină care nu poate fi utilizată atunci când este necesar își pierde rapid valoarea operațională, indiferent cât de performantă este pe hârtie.
Dar ce se întâmplă atunci când infrastructura de încărcare nu este doar insuficientă, ci practic inexistentă? Solar Team Eindhoven încearcă să ofere un răspuns prin Stella Juva, un vehicul electric care își poate produce o parte importantă din energia necesară direct de la soare.
Studenții o descriu drept prima „ambulanță solară” din lume, deși termenul trebuie explicat. Stella Juva nu este o ambulanță convențională destinată intervențiilor de urgență și transportului rapid al pacienților către spital. Conceptul este invers: în loc să transporte pacientul către sistemul medical, transportă sistemul medical către pacient.
O clinică mobilă, nu o ambulanță convențională
Stella Juva a fost dezvoltată pentru regiunile în care distanța până la o unitate medicală poate transforma chiar și o afecțiune tratabilă într-o problemă gravă. Vehiculul permite personalului medical să efectueze analize de sânge, screening pentru tuberculoză și malarie, vaccinări și ecografii pentru monitorizarea sarcinii.
Practic, vorbim despre o clinică mobilă energetic autonomă. Această distincție este importantă și din perspectiva exploatării unei asemenea flote. Vehiculul nu trebuie să atingă vitezele sau timpii de răspuns specifici unei ambulanțe clasice. Prioritățile sunt autonomia, robustețea, capacitatea de a ajunge în regiuni izolate și existența unei surse de energie suficient de fiabile atât pentru propulsie, cât și pentru aparatura medicală.
”Accesul la îngrijire medicală nu ar trebui să depindă de existența accesului la electricitate sau combustibil”, explică Femke Maurits, partnerships manager pentru Amref Health Africa în Țările de Jos, organizație care a consiliat echipa de studenți în dezvoltarea proiectului.
Până la 715 km într-o zi însorită
Cea mai interesantă caracteristică tehnică a Stella Juva este integrarea panourilor fotovoltaice în plafon. Energia produsă de acestea poate fi folosită atât pentru deplasarea vehiculului, cât și pentru funcționarea echipamentelor medicale de la bord.
Solar Team Eindhoven estimează o autonomie de până la 715 km într-o zi însorită. Cifra trebuie însă tratată, pentru moment, ca o estimare a dezvoltatorilor. Stella Juva nu a demonstrat încă o asemenea autonomie în condiții reale de exploatare.
Din perspectiva unei flote, importantă este însă filosofia sistemului. Un vehicul convențional electric depinde de o succesiune relativ simplă: baterie – deplasare – stație de încărcare – baterie. Stella Juva încearcă să rupă această dependență prin transformarea propriei caroserii într-o sursă de energie. Într-o regiune cu radiație solară ridicată, automobilul poate recupera energie inclusiv atunci când este staționat și personalul medical lucrează cu pacienții. Astfel, timpul petrecut în teren nu reprezintă neapărat doar consum de autonomie. Poate deveni și timp de încărcare.
Celule solare proiectate pentru temperaturi ridicate
Pentru plafon au fost alese celule fotovoltaice AIKO de tip All Back Contact – ABC. În această arhitectură, contactele electrice sunt amplasate pe partea posterioară a celulei, ceea ce permite suprafeței expuse la soare să absoarbă mai eficient lumina. În plus, metalizarea fără argint este utilizată pentru reducerea riscului apariției microfisurilor.
Un alt element important este comportamentul la temperaturi ridicate. Celulele au fost concepute pentru a-și păstra cât mai bine performanțele în condiții de căldură intensă. Pentru un autoturism solar utilizat în nordul Europei, aceasta ar putea fi doar o caracteristică tehnică interesantă. Pentru un vehicul destinat operării în regiuni africane, devine o cerință fundamentală.
Bateria primește protecție suplimentară împotriva propagării termice
O atenție specială a fost acordată și siguranței bateriei. Stella Juva utilizează protecția PPG CoraChar SE 4000, un strat epoxidic conceput pentru a încetini propagarea căldurii și a focului în eventualitatea în care o celulă a bateriei intră în thermal runaway.
Fenomenul de runaway termic reprezintă una dintre provocările importante pentru siguranța bateriilor litiu-ion. Dacă o celulă intră într-o reacție termică necontrolată, una dintre prioritățile sistemului de protecție este limitarea transferului de temperatură către celulele învecinate.
În cazul Stella Juva, această problemă capătă o importanță suplimentară. Vehiculul este destinat unor zone îndepărtate, unde intervenția serviciilor de urgență poate fi dificilă sau foarte lentă. În plus, la bord există personal medical, pacienți și echipamente specializate. PPG a contribuit și financiar la proiect, acordând o finanțare de 40.000 de euro.
Autonomia energetică poate conta mai mult decât autonomia WLTP
Stella Juva propune și o perspectivă interesantă asupra modului în care evaluăm autonomia unui vehicul electric. În cazul unui autoturism obișnuit, întrebarea este aproape întotdeauna aceeași: câți kilometri poate parcurge între două încărcări? Pentru un vehicul specializat destinat regiunilor fără infrastructură, întrebarea mai relevantă devine: cât timp poate funcționa fără să depindă de o sursă externă de energie?
Diferența este majoră. Dacă vehiculul poate produce suficientă energie în timpul zilei pentru a compensa o parte relevantă din consum, dimensiunea bateriei și autonomia obținută după o încărcare completă nu mai reprezintă singurele criterii operaționale.
Trebuie analizat întregul bilanț energetic: distanța parcursă, radiația solară disponibilă, durata staționărilor, energia consumată de aparatura medicală și necesarul pentru revenirea la bază sau deplasarea către următoarea comunitate. Pentru administratorul unei asemenea flote, acestea sunt informații mai valoroase decât o simplă cifră de autonomie.
De la rulota solară la off-roaderul care a traversat Marocul
Solar Team Eindhoven nu se află la prima încercare de acest gen. Grupul universitar a dezvoltat anterior Stella Vita, un camper alimentat cu energie solară, dar și Stella Terra, un vehicul electric solar conceput pentru deplasarea în afara asfaltului. Cel din urmă a trecut printr-un test relevant în 2023, când a parcurs aproximativ 1.000 km prin Maroc și Sahara.
Experiența acumulată în aceste proiecte este importantă pentru Stella Juva, deoarece noul vehicul trebuie să combine mai multe cerințe care se contrazic parțial. Suprafața mare de panouri solare favorizează producerea energiei, dar poate influența dimensiunile și masa vehiculului. O baterie mare crește autonomia, dar adaugă kilograme. Echipamentele medicale sunt indispensabile, dar consumă energie și reduc sarcina utilă disponibilă. Pentru o clinică mobilă, optimizarea nu se rezumă astfel la propulsie.
Kenya va fi adevăratul test
Prezentarea publică a Stella Juva reprezintă doar prima etapă. Mult mai important va fi ceea ce urmează. Echipa intenționează să transporte vehiculul în Kenya și să parcurgă sute de kilometri utilizând energia solară. Mai important, la două locații medicale izolate vor fi simulate scenarii reale de lucru.
Personalul medical va utiliza clinica mobilă și aparatura sa inclusiv în scenarii care implică pacienți cu tuberculoză. Scopul este verificarea întregului ecosistem, nu doar a automobilului. Pentru că un vehicul specializat poate avea o autonomie impresionantă și poate fi foarte eficient energetic, dar proiectul nu și-a îndeplinit misiunea dacă interiorul nu permite personalului medical să lucreze eficient sau dacă echipamentele consumă mai multă energie decât s-a estimat. Testul din Kenya trebuie să răspundă tocmai acestor întrebări.
Un concept interesant și pentru flotele specializate
Stella Juva este un prototip universitar, nu un vehicul comercial pregătit să intre imediat în flotele medicale. Nu există încă date suficiente despre costul de achiziție, durata de viață, mentenanță, sarcină utilă, performanțele reale ale bateriei sau costul total de exploatare. Din acest motiv, ar fi prematur să discutăm despre un model de business.
Conceptul ridică însă o problemă relevantă pentru viitorul vehiculelor speciale electrice. În Europa, discuția despre electrificarea flotelor pleacă aproape întotdeauna de la dezvoltarea infrastructurii. Pentru anumite aplicații, soluția ar putea fi și reducerea dependenței vehiculului de această infrastructură.
Nu toate autovehiculele pot transporta o suprafață fotovoltaică suficientă pentru ca energia solară să aibă un rol operațional important. Nici clima nu permite peste tot același randament. Pentru vehicule cu trasee previzibile și consum energetic foarte mare, încărcarea convențională va continua să fie esențială.
Dar pentru aplicații specializate, care petrec mult timp staționate în zone însorite și trebuie să opereze departe de rețea, ecuația se schimbă. Stella Juva încearcă să demonstreze exact acest lucru.
Cei 715 km anunțați atrag inevitabil atenția, dar succesul proiectului nu va fi măsurat printr-un record de autonomie. Pentru o flotă medicală care operează în regiuni izolate, adevărata performanță înseamnă să poată ajunge la pacienți, să alimenteze echipamentele necesare și să revină fără să depindă de o priză sau de un rezervor de combustibil. Dacă testele din Kenya vor demonstra că acest ciclu poate funcționa în condiții reale, Stella Juva ar putea deveni mai mult decât un spectaculos proiect universitar: un studiu de caz despre cum poate fi regândită autonomia energetică a vehiculelor speciale.
Comentați?