ソーラーカー
太陽光を動力として走行する車両の概念は古くから存在した。半導体による光電変換が実用化されていなかった当時は太陽光の利用法は太陽熱を利用する方法でいくつかの方法が各国で試みられた。太陽熱を限られた面積で利用する為には放物面鏡やレンズのような集光装置が不可欠で作動流体には水やアンモニア等の沸点の低い物質が用いられた。また低温度差で作動するスターリングエンジンを利用する方法もあった。これらの方法はいずれの実用性には程遠く、研究も下火になった。その後、第一次オイルショックが起きると、太陽光の利用が脚光が浴びることになった。20世紀後半になると人工衛星等、用途は限定的ではあるものの半導体による光起電力を利用した太陽電池が徐々に実用化されつつあった。太陽光を電力に変換して動力として走行する自動車の概念は既に1950年代から存在した。1955年、シカゴで開催されたゼネラルモーターズ社によるモトラマ(Motorama) ではセレン光電池から発電される電力で走行する全長約40cmの模型自動車サンモービルの走行が実演された。これは後に実物大のソーラーカーQuiet Achieverによってオーストラリア大陸を横断するHans ThostrupとパートナーのLarry Perkinsに影響を与えることになる。
ソーラーカーは広義には太陽光エネルギーだけで動く電気自動車をいう。この定義では据え置き式の太陽電池から電源の供給を受ける場合を含む。さらに広く、水力エネルギーや風力エネルギーも自然界で太陽エネルギーの変換で生じたもの(太陽エネルギーの変形)とみてその電気で電気自動車を動かす場合も含めて考えることもできる。
一般的には、ソーラーカーは従来のガソリン自動車の基本構造に電気自動車と太陽電池の技術を組み合わせた自動車のことをいう。これを整理すると、ソーラーカーには次のような種類がある。
車体表面に太陽電池を装着し、そこから得られる電気を瞬時に使いながら走行するソーラーカー。補助の蓄電池を車体に搭載している場合もある。
車体とは別に設置した据え置き型の太陽電池から得られる電気を車体に搭載した蓄電池に蓄え走行するソーラーカー。補助の太陽電池を車体に搭載している場合もある。据え置き型の太陽電池ですべての家電製品の電気を賄うソーラーハウスの場合、ソーラーカーは太陽電池から電気の供給を受ける家電製品の一つといえる。
実際には太陽電池から走行用電力を得るが、補助的に不足分の電力を商用電源等からまかなえるようにしたものもしばしばソーラーカーと呼ばれる。狭義には車体に搭載した太陽電池のみで必要な電力を全てまかなうものを指す。
問題であるのは、もし一つの太陽電池セルが影にはいると、その太陽電池セルが整流ダイオードのように働き、全体の電流をブロックしてしまうことである。これに対処する設計を行うために、太陽電池アレイの設計者は、働いていない太陽電池セルの周囲を電流が迂回できるように、太陽電池セルの列の小さな部分に並列にバイパスダイオードを接続する。他の考慮すべき点としては、バッテリ自身が逆方向に電流を流せることである。これを防ぐために各々の太陽電池モジュールの端に逆流防止ダイオードを挿入する。
太陽電池アレイによって生み出される出力(電力)は、天気の状態、太陽の位置そして太陽電池アレイの能力に依存する。快晴の正午において、良い太陽電池アレイは2kWhを超える電力を生み出すことができる。変換効率が20%で6mの太陽電池アレイは、ワールド・ソーラー・チャレンジの典型的な1日の間に、6kWh (22kJ)程度のエネルギーを発生する。