Clemson y BMW presentan un vehículo eléctrico con 1.700 células solares capaz de producir más energía de la que consume.
- ☀️ Más de 1.700 células fotovoltaicas integradas en la carrocería.
- 🚗 Prototipo eléctrico de solo 550 kg.
- ⚡ Balance energético positivo en el escenario urbano estudiado.
- 🏙️ Trayecto diario de referencia: 20 km.
- 🔋 Excedente solar equivalente a unos 50 km adicionales de autonomía.
- 🌍 Simulaciones en Madrid, Frankfurt, Greenville y Mumbai.
- ♻️ Frenada regenerativa, aerodinámica optimizada y control inteligente.
- 🧪 Proyecto conjunto de Clemson, BMW y Fraunhofer ISE.
- 📅 Investigación prevista más allá de la presentación del prototipo.
¿Por qué importa?
Deep Orange 17 plantea una idea que puede cambiar la manera de entender el automóvil eléctrico: un vehículo aparcado no tiene por qué ser un activo energéticamente inactivo.
Los turismos pasan buena parte de su vida estacionados. Si su superficie puede producir electricidad durante esas horas, una parte de la energía necesaria para los desplazamientos cotidianos podría obtenerse directamente del sol. Eso reduciría la frecuencia de conexión a la red y, en determinados perfiles de uso, permitiría incluso producir diariamente más electricidad de la utilizada para circular.
Ese es precisamente el objetivo del Deep Orange 17, un prototipo desarrollado por estudiantes de ingeniería de automoción de la Universidad de Clemson en colaboración con el equipo de investigación y desarrollo de BMW.
La clave está en que Clemson no ha intentado resolver el problema colocando simplemente placas solares sobre un automóvil convencional. Ha trabajado en el vehículo completo: peso, aerodinámica, electrónica, gestión energética, frenada regenerativa y fotovoltaica integrada.
Deep Orange 17: el coche solar de Clemson y BMW que genera más energía de la que consume en los desplazamientos urbanos
Un coche que aprovecha las horas que pasa aparcado
La pregunta planteada por BMW a los estudiantes de Clemson en otoño de 2024 parecía sencilla: ¿puede diseñarse un automóvil capaz de generar más energía de la que consume durante su utilización cotidiana?
Responderla obligaba a mirar más allá de las habituales pruebas de autonomía.
El equipo analizó cómo se utilizan realmente los automóviles. En un desplazamiento urbano típico, el vehículo puede circular durante unos minutos y permanecer estacionado durante muchas horas. Desde el punto de vista solar, esa diferencia es enorme.
Deep Orange 17 puede captar radiación solar mientras circula y también mientras permanece aparcado. El segundo escenario resulta especialmente interesante: durante esas horas la producción fotovoltaica continúa mientras el consumo asociado a la propulsión prácticamente desaparece.
Así, el coche deja de depender exclusivamente de la energía almacenada previamente en su batería y pasa a comportarse también como un pequeño sistema móvil de generación eléctrica.
Más de 1.700 células solares forman parte de la propia carrocería
La integración fotovoltaica constituye uno de los elementos más llamativos del proyecto.
Deep Orange 17 incorpora más de 1.700 células fotovoltaicas distribuidas por sus superficies exteriores. No se trata de añadir un panel convencional sobre el techo. Las células forman parte del diseño del vehículo y convierten una superficie que normalmente tendría una función aerodinámica y estética en una superficie generadora.
El sistema fue desarrollado con la colaboración del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, uno de los centros europeos de referencia en investigación fotovoltaica.
Hay otro detalle técnico importante. En un automóvil, las condiciones de iluminación son mucho más complicadas que en una instalación solar fija.
Un árbol, un edificio, una farola o incluso la orientación del propio coche pueden proyectar sombras sobre determinadas zonas. Los módulos utilizados en el prototipo están concebidos para seguir produciendo electricidad cuando una parte de la superficie queda sombreada, reduciendo uno de los problemas habituales de la fotovoltaica instalada sobre objetos móviles.
Además, las células están protegidas mediante una película exterior resistente. Su acabado utiliza un proceso avanzado basado en láser que permite proporcionar color sin renunciar a la función energética de la superficie.
La prueba decisiva: 20 km diarios
Hablar de un automóvil «energéticamente positivo» necesita contexto. Deep Orange 17 no produce necesariamente más electricidad de la que consumiría realizando cualquier recorrido imaginable.
El resultado depende de cuánto circula, cuántas horas permanece expuesto al sol, la radiación disponible, las sombras, la estación del año y el lugar donde se encuentra.
Clemson utilizó como referencia un desplazamiento cotidiano de aproximadamente 20 km diarios.
Los investigadores modelaron el comportamiento del sistema en cuatro lugares con condiciones solares bastante diferentes: Greenville, en Carolina del Sur; Frankfurt, en Alemania; Madrid, en España; y Mumbai, en India.
Según los cálculos presentados por el proyecto, después de cubrir ese desplazamiento diario el sistema podía generar, de media entre las cuatro localizaciones estudiadas, un excedente energético equivalente a unos 50 km adicionales de autonomía.
Es una cifra particularmente interesante porque incluye Frankfurt, con condiciones solares bastante menos favorables que Madrid o Mumbai.
No significa que cualquier conductor pudiera obtener automáticamente esos 50 km adicionales cada día. Es el resultado del escenario de utilización y las condiciones analizadas por el equipo. La producción real dependería enormemente del clima, las sombras, el estacionamiento y los kilómetros recorridos.
El secreto no está únicamente en las células solares
Aquí aparece probablemente la enseñanza más interesante de Deep Orange 17.
La energía solar disponible sobre la superficie de un turismo es limitada. Un coche dispone de unos pocos metros cuadrados expuestos a la radiación, mientras que un tejado doméstico puede alojar decenas de metros cuadrados de módulos.
Por eso, para que la ecuación funcione, reducir el consumo resulta tan importante como aumentar la generación.
Y Clemson llevó esa filosofía bastante lejos.
Solo 550 kg: una cifra radical para un eléctrico
Deep Orange 17 pesa aproximadamente 550 kg.
Es extraordinariamente poco para un automóvil eléctrico moderno, donde la batería, la estructura de seguridad, el equipamiento y los sistemas auxiliares pueden elevar fácilmente la masa por encima de 1.500 o 2.000 kg.
Menos peso significa que los motores necesitan menos energía para acelerar el vehículo y que se reduce la energía necesaria durante numerosos cambios de velocidad característicos de la conducción urbana.
Para conseguirlo, Clemson desarrolló un chasis multimaterial.
La estructura combina acero en las zonas donde resulta necesario mantener resistencia y seguridad, aluminio para reducir masa, componentes estructurales de fibra de carbono y uniones metálicas fabricadas mediante impresión 3D.
La fabricación aditiva resulta especialmente interesante en este contexto porque permite producir piezas con geometrías difíciles de conseguir mediante métodos convencionales, colocando material allí donde aporta resistencia estructural y eliminándolo donde aporta poco.
No todo ese planteamiento puede trasladarse inmediatamente a un coche económico fabricado por cientos de miles de unidades. La fibra de carbono y determinados procesos de fabricación avanzada continúan teniendo costes elevados. Como laboratorio tecnológico, en cambio, permite explorar hasta dónde puede reducirse el consumo atacando primero la masa.
Aerodinámica inspirada en un pez
La eficiencia también condicionó la forma exterior.
Los diseñadores tomaron como referencia las características aerodinámicas del pez cofre, un animal cuya geometría permite combinar un cuerpo relativamente voluminoso con un desplazamiento eficiente a través del agua.
La biomimética aplicada al automóvil no consiste simplemente en copiar la apariencia de un organismo. Lo interesante está en estudiar las soluciones desarrolladas por la evolución y trasladar determinados principios a un problema de ingeniería.
En Deep Orange 17 esa inspiración ayudó a desarrollar una carrocería capaz de conservar volumen interior mientras reduce la resistencia aerodinámica.
Y cada pequeña reducción importa.
A velocidades elevadas, la resistencia del aire constituye una de las principales demandas energéticas de un automóvil. Reducir la resistencia permite recorrer más kilómetros con la misma batería y hace que cada kilovatio-hora producido por las células solares tenga mayor impacto sobre la autonomía.
Recuperar también la energía que normalmente se pierde
La estrategia energética continúa durante la conducción.
Deep Orange 17 utiliza frenada regenerativa, distribución inteligente del par y controles optimizados del sistema de propulsión.
Cuando el vehículo desacelera, parte de su energía cinética puede convertirse nuevamente en electricidad y almacenarse. En conducción urbana, donde las aceleraciones y frenadas son frecuentes, este mecanismo adquiere especial relevancia.
La distribución electrónica del par permite además administrar de forma más precisa la potencia suministrada a las ruedas.
Vistas por separado, estas mejoras pueden parecer incrementales. Combinadas con 550 kg de peso, baja resistencia aerodinámica y generación fotovoltaica continua, cambian considerablemente el balance energético.
Ese enfoque sistémico es probablemente más importante que cualquier tecnología individual utilizada por el prototipo.
La fotovoltaica integrada en vehículos empieza a salir del laboratorio
Deep Orange 17 forma parte de una línea de investigación más amplia conocida como Vehicle Integrated Photovoltaics (VIPV), fotovoltaica integrada en vehículos.
La idea lleva años estudiándose. El reto siempre ha sido conseguir suficiente producción eléctrica con una superficie reducida, sometida además a sombras, vibraciones, suciedad, cambios de temperatura y orientaciones poco favorables.
La mejora progresiva de la eficiencia de las células, los encapsulados ligeros, la electrónica de potencia y los sistemas capaces de gestionar módulos parcialmente sombreados está haciendo que la propuesta resulte cada vez más interesante.
También existe una cuestión económica. En un vehículo muy eficiente, añadir algunos kilómetros solares diarios puede tener bastante valor. En un SUV pesado y con elevada demanda energética, la misma superficie fotovoltaica representa una fracción mucho menor de su consumo.
Deep Orange 17 lleva esta lógica al extremo: primero reduce drásticamente la energía necesaria para desplazarse y después intenta cubrirla con la limitada superficie solar disponible.
Madrid muestra por qué la ubicación puede cambiarlo todo
La inclusión de Madrid entre las cuatro ciudades modelizadas tiene especial interés.
La cantidad de electricidad producida por un vehículo solar depende de la radiación recibida, por lo que su utilidad potencial puede variar considerablemente entre regiones.
También importa dónde se aparca.
Un coche estacionado habitualmente en un garaje subterráneo prácticamente pierde su capacidad de generación durante esas horas. Otro situado durante la jornada laboral en un aparcamiento exterior despejado podría aprovechar varias horas de radiación.
Eso introduce una paradoja interesante en el diseño de las ciudades.
Durante años se han impulsado marquesinas y aparcamientos solares para aprovechar esas mismas superficies. En el futuro podrían coexistir ambas estrategias: vehículos con fotovoltaica integrada y marquesinas solares que generen electricidad adicional y proporcionen sombra, especialmente en regiones cálidas.
No tienen por qué competir. Pueden complementarse.
Menos dependencia del cargador para determinados desplazamientos
El concepto también modifica la relación entre vehículo eléctrico e infraestructura.
La mayoría de los eléctricos actuales siguen un modelo sencillo: consumir electricidad durante la conducción y recuperarla posteriormente conectándose a un cargador.
La integración fotovoltaica introduce una fuente adicional.
En determinados perfiles de movilidad, una parte significativa de los desplazamientos podría realizarse con electricidad producida directamente por el vehículo. Eso puede resultar especialmente útil para usuarios que no disponen de un cargador privado, siempre que tengan acceso frecuente a estacionamiento exterior con suficiente radiación solar.
También podría reducir el número de sesiones de recarga y aliviar parcialmente la demanda sobre determinados puntos públicos.
No elimina la necesidad de infraestructura de carga. Para viajes largos, periodos de baja radiación o usos intensivos, la conexión a la red seguiría siendo necesaria.
El cambio está en otra parte: el cargador podría dejar de ser la única forma habitual de introducir energía en el automóvil.
El gran obstáculo sigue siendo la producción en serie
Deep Orange 17 es un prototipo universitario, no un automóvil preparado para entrar mañana en un concesionario.
Esa diferencia importa.
Un vehículo comercial debe superar requisitos de homologación, seguridad frente a impactos, durabilidad, reparación, fabricación industrial, costes, mantenimiento y reciclabilidad mucho más exigentes.
Integrar células solares en superficies curvas añade además desafíos específicos. Un pequeño golpe en una pieza de carrocería ya no afectaría únicamente a pintura y chapa: podría involucrar componentes de generación eléctrica.
También tendría que analizarse cómo reparar o sustituir esos módulos, cuánto degradan con los años y qué coste tendría una pieza fotovoltaica frente a un panel convencional de carrocería.
El peso de 550 kg representa igualmente un desafío difícil de reproducir en un vehículo comercial equipado con todos los sistemas exigidos actualmente.
Precisamente por eso el proyecto resulta valioso. No pretende demostrar que la industria pueda fabricar inmediatamente millones de unidades idénticas. Permite identificar qué tecnologías aportan suficiente eficiencia como para justificar su evolución hacia modelos comerciales.
Un laboratorio con BMW mirando de cerca
Deep Orange tiene una particularidad que diferencia el proyecto de muchos ejercicios universitarios: los estudiantes trabajan junto a empresas y deben construir un vehículo completamente funcional.
Los 16 estudiantes responsables de Deep Orange 17 han participado durante aproximadamente dos años en investigación de mercado, definición del concepto, ingeniería, fabricación, software, controles, diseño y validación.
BMW participó como socio industrial y Fraunhofer ISE colaboró en el sistema fotovoltaico.
Eso convierte al prototipo en algo más que una demostración académica. Funciona como un banco de pruebas donde pueden evaluarse soluciones que, una vez simplificadas y abaratas, podrían terminar influyendo en futuros desarrollos industriales.
El vehículo permanecerá además como plataforma de investigación en el Clemson University International Center for Automotive Research (CU-ICAR), en Greenville, Carolina del Sur.
Está previsto que Deep Orange 17 también se muestre en CES 2027, en Las Vegas, dando al proyecto una exposición internacional considerable.
De perseguir baterías enormes a necesitar menos energía
Durante buena parte de la evolución reciente del coche eléctrico, la autonomía se ha incrementado principalmente aumentando la capacidad de las baterías.
Más batería proporciona más kilómetros. También significa más peso, más materiales y mayor coste.
Deep Orange 17 explora la dirección contraria.
Menos masa. Menos resistencia. Menos consumo. Recuperación de energía. Generación solar integrada.
El planteamiento resulta especialmente relevante para la movilidad cotidiana, donde muchos automóviles recorren distancias relativamente pequeñas frente a las enormes autonomías para las que están diseñados.
No todos los coches necesitan convertirse en centrales solares sobre ruedas. Pero un automóvil que necesita muy poca electricidad para desplazarse abre posibilidades que resultan prácticamente irrelevantes en uno que consume dos o tres veces más.
Más información: Deep Orange 17 Project
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