Kā saules enerģija tiek izmantota automobiļu rūpniecībā?

Degvielas krīze pasaulē nav tālu. Ne tik sen izskanēja dati, ka, saglabājot pašreizējos naftas ieguves tempus Krievijā, tas ilgs 30 gadus. Tas ir, krājumi kūst katru dienu, un patēriņš pieaug. Turklāt ir vēl viena problēma. No liels skaits transportlīdzekļi katru dienu atmosfērā izdala daudz izplūdes gāzu. kaitīgās vielas. Šīs problēmas ir jārisina. Un iekšā drīzumā. Daži eksperti saskata izeju ar saules enerģiju darbināmu elektrisko transportlīdzekļu izveidē. Patiešām, tas nav fantastisks stāsts, bet gan patiesi notikumi. Protams, līdz sērijveida modeļu izlaišanai vēl ir tālu, taču jau ir darba paraugi, tostarp sacīkšu automašīnas.

Pirmo reizi fotoelektriskos paneļus uz automašīnas jumta mēģināja uzstādīt diezgan sen. Mūsu laikā ir parādījušās pilnvērtīgas automašīnas, kuras darbina tikai saules enerģija. Un šīs automašīnas neizgatavo vienā eksemplārā entuziasti, bet gan lielu automobiļu korporāciju ražošanas cehos.

Pagājušā gadsimta vidū General Motors ieviesa modeli ar elektromotoru, kas darbojas ar saules enerģiju. Automašīnas garums nebija lielāks par pusmetru. Uz jumta tika piestiprināti 10 saules paneļi.

Automašīnu izstrādāja William Cobb, GM inženieris. Šie pētījumi tika finansēti autobūves gigants cerot uz izrāvienu. Bet pēc tam pētījumi tika ierobežoti zemās rentabilitātes dēļ un atgriezās pie viņiem tikai pēc dažām desmitgadēm.

Viņi atgriezās pie ar saules enerģiju darbināmu automašīnu izstrādes pagājušā gadsimta deviņdesmitajos gados. Šajā laikā fotoelementu efektivitāte sasniedza 15 procentus. Tas kalpoja kā spēcīgs impulss saules enerģijas attīstībai. Daudzas lielas korporācijas ir pievienojušās elektrisko transportlīdzekļu attīstībai. Ne tik sen izskanēja ziņas, ka Spektrolab speciālistiem izdevies iegūt saules paneļus ar efektivitāti virs 30%. Bet sērijveida paraugi ar šādu efektivitāti vēl netiek ražoti.

Saules automašīnu plusi un mīnusi

Tātad, apkoposim ar saules enerģiju darbināmu automašīnu plusus un mīnusus.

plusi

• Saules enerģija ir bezmaksas;
• Nav nepieciešams degvielas uzpildes staciju tīkls;
• Fotoelementiem ir ilgs kalpošanas laiks (līdz 30 gadiem);
• Nevis emisijas, bet atmosfēra;
• Šādu transportlīdzekļu izmantošana stimulē attīstību progresīvās tehnoloģijas saistītās jomās.

Mīnusi

• Zema fotoelektrisko paneļu efektivitāte (maksimums 12-15%);
• Saules paneļu augstās izmaksas;
• Elektroenerģijas ražošanas efektivitāte ir atkarīga no diennakts laika un laikapstākļiem;
• Ir nepieciešams veikt enerģijas uzkrāšanu no baterijām.

Saules elektrisko transportlīdzekļu piemēri

Astrolab

Šī elektromobiļa izlaišanu veic speciālisti no Venturi. Maksimālais ātrums, ko automašīna attīsta, ir 120 kilometri stundā. Nobraukums līdz 110 kilometriem. Uz automašīnas ir piestiprināti fotoelementi ar kopējo platību 3,6 kvadrātmetri. Šī brīnuma izmaksas ir vairāk nekā 90 tūkstoši eiro.

Kā saka dizaineri, šādus parametrus izdevies sasniegt, pateicoties uzlabotajai automašīnas virsbūvei. Astrolab ir kā sacīkšu automašīnas. Iekšējā daļa Automašīna ir izgatavota oglekļa monokoka formā, lai aizsargātu vadītāju un pasažieri. Astrolab izstrādāja Sasha Lakik. Viņš pats šo elektromobili sauc par spārnu uz riteņiem.

Eklektisks

Ecletic ir vēl viena saules automašīna no Venturi. Šīs automašīnas dzinēja jauda ir 22 zirgspēki. Salīdzinājumam, citiem ar saules enerģiju darbināmiem automobiļiem vidēji viens zirgspēks uz diviem kvadrātmetriem paneļu. Ecletic darbojas tikai ar saules enerģiju.

Dizaineri apgalvo, ka viņu radīšana darbojas ar ātrumu no 50 kilometriem stundā līdz pat piecdesmit kilometriem. Un vēl viena interesanta Ecletic nianse. Mašīna ar vēja enerģiju var nobraukt līdz 15 kilometriem. Ja ārā ir slikti laikapstākļi, tad auto no elektrotīkla tiek uzlādēts aptuveni 5 stundās.

• Cena nežēlīgi nogalināja pieprasījumu
• Gaisma tuneļa galā
• Rotaļlietas bagātajiem
• Lēta tehnoloģija, ko var izmantot tagad

"Viss jaunais ir labi aizmirsts vecais"

Automobiļu vēsture ir gara un diezgan smieklīga. Pirmās automašīnas parādījās vairāk nekā pirms gadsimta. Jāatzīmē, ka pirmie paraugi strādāja tikai ar tvaiku vai elektrību. Pēc viltīgu naftas magnātu pavēles automašīna saņēma dīzeļdzinējs. Videi draudzīgais transports tika pārvietots uz aizmugurējām pozīcijām un gandrīz aizmirsts. Tomēr Tagad mēs arvien biežāk dzirdam par automašīnu ar saules enerģiju baterijas, tāpēc vēsture mēdz atkārtoties.

Šāda notikumu gaita norisinājās līdz 1955. gadam, kad GM rīkotajā izstādē amerikāņu publikai tika prezentēts kompakts auto ar saules paneļiem. Neskatoties uz kārdinošo izskatu un iespēju tālvadība, jaunums nesaņēma gaidīto slavu. Viljama Koba ģeniālā attīstība drīz vien tika aizmirsta, un pats projekts tika slēgts finansējuma samazinājuma dēļ.

Gandrīz trīs desmitgades vēlāk, 1982. gadā, austrālieši pārņēma vadību. Izgudrotājs Hanss Tolstrups apceļoja visu kontinentu savā automašīnā ar nosaukumu "Quiet Achiever". Tomēr pat tehnoloģiskā progresa laikmetā ar saules enerģiju darbināmas automašīnas ātrums nepārsniedza 20 km/h. Drīz vien šo ideju pārņēma entuziasma pilni inženieri no visas pasaules. Un jau nākamajā gadā notika pirmais starptautiskais rallijs, kurā piedalījās automašīna, kas izstrādāta uz saules baterijām. Pēc tam automašīnas, kas izmanto saules enerģiju, kļuva arvien jaudīgākas, un jau 1996. gadā Dream elektromobilis sasniedza 135 km/h.

Cena nežēlīgi nogalināja pieprasījumu

Nebūtu lieki teikt, ka līdz 21. gadsimta sākumam elektromobiļu izmaksas atbaidīja pat patērētājus ar ienākumiem virs vidējā. Galvenais ar saules enerģiju darbināmas automašīnas trūkums bija nespēja pārvarēt ievērojamus attālumus. Akumulatora ietilpība pat progresīvākajos automobiļos bija pārāk maza. Piemēram, ASV šīs dažas elektromobiļu stacijas sāka parādīties tikai pagājušās desmitgades vidū. Ņemot vērā vismodernāko elektrisko automašīnu detaļu augstās izmaksas, pat doma par iespējamu bojājumu lika videi draudzīgu tehnoloģiju cienītājiem nodrebēt.

Laika gaitā, proti, no 2000. gadu otrās puses, pasaules vadošie automobiļu ražotāji nolēma ierobežot šo neizmantoto tirgu un sāka izstrādāt prototipus. Transportlīdzeklis darbs pie saules enerģijas. Rezultātā, pateicoties profesionālai pieejai un pamatīgām investīcijām, akumulatori ir kļuvuši daudzkārt jaudīgāki, saules paneļi ir kompaktāki, bet paši automobiļi ir lētāki.

Tāpat kā iepriekš, japāņi bija priekšā pārējiem. Jau tagad Tokijas ielās var sastapt ne tikai hibrīdauto, bet arī "Honda" ar "Toyota", "barojot" no Saules enerģijas. Interesanti, ka ar katru gadu elektromobiļi kļūst arvien pieejamāki, un litija jonu akumulatori kļūst ietilpīgāki. Tas dod iespēju pircējiem ar vidējiem ienākumiem "lielīties" ar saviem kaimiņiem.

Līdz šim vidējā cena automašīnai, kas izmanto saules paneļus, ir 25 000 "zaļie".

"Lai vienmēr būtu saule ..." un laba efektivitāte

Vai atceraties šo bērnu dziesmu, ko daudzi cilvēki bērnībā dziedāja? Tas, cik vien iespējams, ir piemērots pašreizējai situācijai attiecībā uz automašīnām, kas aprīkotas ar saules paneļiem. Iepriekš minētie elektromobiļu ralliji tiek rīkoti Austrālijā, kur gandrīz visu gadu ir saulains laiks. Lai cik skumji tas nebūtu, būsim patiesībai acīs. Lietainā laikā un tukšos akumulatoros auto var vienkārši apstāties uz šosejas.

Inženieru, fiziķu un mehāniķu centieni vēl nav vainagojušies ar ievērojamiem panākumiem. Efektivitāte, ko viņi izdala saules paneļi automašīnās nekad nav pārsniedzis 15%. Tajā pašā laikā bēdīgi slavenā "sešinieka" benzīna dzinējs viegli atdod 45%. Nu, visiem auto entuziastiem būs vēl nedaudz jāpagaida, lai varētu iegādāties "zaļu" auto ar konkurētspējīgām īpašībām.

Lētākos variantos ir ar saules enerģiju darbināmam elektromobilim ļoti maza jauda - 1-2 zirgspēki. Un tad tas ir tikai tad, ja saules paneļi aizņem vismaz 2 kvadrātmetrus. Ātrumu tas pārāk neietekmē. Ar labu ceļa segumu un ilgu paātrinājumu, daži automašīnu modeļi ar saules enerģiju var sasniegt 100 km/h.

Lasi arī:

Gaisma tuneļa galā

Lai kā arī būtu, bet, pateicoties entuziasmu inženieru un studentu izgudrotāju grupu rūpīgajam darbam, kas tic saules enerģiju izmantojošas “saules” automašīnas gaišajai nākotnei, arvien vairāk funkcionējošu "videi draudzīgu" paraugu auto. Pat paskatoties uz Austrālijas starptautisko ralliju, var secināt, ka gaiša nākotne bez izplūdes gāzēm jau "nav tālu".

Lielisks piemērs ir franču autobūves uzņēmums Venturi, kas ir izstrādājis Astrolab un Ecletic prototipus. Kā kļuva zināms, šiem elektromobiļiem ir ne tikai jaudīgi akumulatori, kas lādēti gan no saules paneļiem, gan no kontaktligzdas, bet arī vēja ģeneratori. Tuvākajā laikā vajadzētu sākt šo automašīnu sērijveida ražošanu, ja vien, protams, šis ģeniālais starta uzņēmums "neiziet", tāpat kā daudzi iepriekšējie. Patīk vai nepatīk, bet rodas iespaids, ka kāds vienkārši nevēlas dot zaļo gaismu šīs tehnoloģijas masveida ieviešanai. Bet atkāpsimies no sliktajām domām un aplūkosim šos tehnoloģiju brīnumus tuvāk.

Automašīna Ecletic spēj nodrošināt ātrumu 50 km / h uz 50 kilometriem, kas jau ir izcils rādītājs "saulainam" auto. Jauda ir 22 zirgi, kas arī ir daudz. Viltīgie franči, koncentrējoties ne tikai uz saulainās Austrālijas un Āfrikas iemītniekiem, modeli aprīkoja ar savienotāju, pateicoties kuram automašīnas akumulatoru var uzlādēt caur kontaktligzdu. Pēc provizoriskiem datiem, Ecletic automašīnas uzlādēšanai nevajadzētu aizņemt vairāk par piecām stundām. Nu, tas ir tikai veids, kā iet eiropiešiem, kuri ir pieraduši pie mākoņaina laika, vēja un lietus. Venturi inženieri nolēma neapstāties un izmantot pat vēju, aprīkojot elektromobili ar saules paneļiem ar vēja ģeneratoru, dodot automašīnas akumulatoram papildu 15 kilometrus.

Neatkarīgi no tā, cik vilinošs ir Ecletic, tas viegli pārspēs citu franču uzņēmuma attīstību - elektriskā automašīna Astrolab. Šī ir automašīna jau var nobraukt labus 110 kilometrus, un griezes moments to padara iespējamu taisnos posmos paātrināties līdz 120 km/h. Pārējās īpašības paliek tādas pašas kā Ecletic.

Rotaļlietas bagātajiem

Protams, ar saules enerģiju darbināmus elektromobiļus ar litija jonu akumulatoriem joprojām nevar uzskatīt par cienīgu alternatīvu benzīna automašīnām. Arī elektrisko staciju par maz niecīgas īpašības pārāk augsta cena...

Uzņēmumi, kas ievieš šo tehnoloģiju nevar samazināt izmaksas par 20-25 tūkstošiem eiro elektromobilim darbojas ar saules baterijām. Būvniecības laikā tiek tērēts pārāk daudz prāta darba un resursu. Tāpēc tādi oriģinālie jaunumi kā Astrolab un Ecletic joprojām ir dārgas rotaļlietas turīgu cīnītāju rokās par tīru gaisu.

Vienīgā labā ziņa ir tā, ka zinātne nestāv uz vietas, un šodien, iespējams, ir vēl viens tehnoloģisks sasniegums, kam sekos pilna maiņa benzīna dzinēji uz sauli. Gaidi un redzēsi. Tikmēr novirzīsimies un apskatīsim tabulu ar elektrisko transportlīdzekļu koncepcijām, kas izmanto saules enerģiju, masu produkcija kas var sākties tuvākajā nākotnē.

Vārds	Izstrādātāja valsts	Attīstības gads	Attālums, ko automašīna var veikt	maksimālais ātrums	efektivitāti	Cena
Stella	Holande	2013	600 km	110 km/h	-	-
Trev	Austrālija	2008	150 km	150 km/h	-	-
Saules pasaule GT	Šveice	2014	-	275 km/h	-	-
Tokai Challenger 2	Japāna	2010	-	160 km/h	22%	-
Solat taksometrs	Japāna	2007	350 km	90 km/h	-	-
Venturi Astrolab	Francija	2013	110 km	120 km/h	15%	90 000 eiro

Saules automašīna nav jauna ideja, taču tā nav pilnībā īstenota objektīvu īpašību dēļ. Šis un zema jauda ar saules enerģiju darbināmas automašīnas, un ar saules enerģijas uzlādes efektivitāti automašīnai radās noteiktas problēmas, kuras centās atrisināt gandrīz visa pasaule. Un galu galā nevar teikt, ka viss ir velti - dinamika, īpaši iekšā pēdējie gadi, tikai priecē. Pilnīgi iespējams, ka tieši saules automašīna aizstās mūsdienu elektromobiļus.

Saules auto - attīstība caur sacīkstēm

Ideja par ar saules enerģiju darbināmu auto tika nopietni pievērsta tikai pagājušā gadsimta otrajā pusē (ar spēku eksperimentēja pat PSRS - RAF rūpnīcā ar mikroautobusa modeli 2203), un 1982. atzīts par vairāk vai mazāk pilnvērtīgas saules automašīnas dzimšanas datumu.

Toreiz dānis Hanss Tolstrups - izgudrotājs, uzņēmējs un ceļotājs - veica trīs tūkstošus kilometru garu reidu cauri Austrālijai ar Quiet Achiever prototipu, attīstot vidējo ātrumu nedaudz virs 20 km/h. Princips ir vienkāršs: fotoelementi, pārvēršot gaismas enerģiju elektroenerģijā, uzlādē akumulatorus, kas ar elektromotora palīdzību iedarbina riteņus. Dabiski, ka saules uzlāde automašīnai ir pastāvīga un nepārtraukta, līdz parādās mākoņi vai sāk līt.

Un tad Tolstrups nolēma attīstīt šo daudzsološo virzienu un nodibināja World Solar Challenge - pirmās saules automašīnu sacīkstes. Austrālijā, kur saule spīd gandrīz 300 dienas gadā. Tie, kas vēlējās, atsaucās ātri, 1987. gadā notika pirmais rallijs, un pēc tam ik pēc diviem gadiem (jauna prototipa izstrādes un izgatavošanas process nav tas ātrākais) Zaļajā kontinentā ieradās arvien vairāk pārdrošnieku.

Jau 1996. gadā uzvarētājas ekipāžas vidējais ātrums tuvojās 100 km/h atzīmei, un “maksimālais ātrums” bija 135 km/h. Pēc tam kļuva tikai labāk.

Saules automašīna - indiešu praktiskums un holandiešu funkcionalitāte

Attiecībā uz labvēlīgiem laikapstākļiem Indija var strīdēties ar Austrāliju. Universitātes studenti Manipalā ar koncerna Tata palīdzību izstrādāja interesantu konceptauto. Viņu saules automašīna ir stikla šķiedras virsbūve uz cauruļveida rāmja, kas aprīkota ar aptuveni 600 kg smagu masu, kas spēj nobraukt pusotru simtu kilometru ar maksimālo ātrumu 60 km/h.

Barošanas un vadības sistēmas pamatā ir Raspberry Pi mikrodators. Turklāt galvenais indiešu uzdevums bija iespēja komerciāli izmantot šo ar saules enerģiju darbināmo automašīnu! Ne ātrums, jauda vai komforts, nē – tas drīzāk ir mēģinājums pārskatāmā nākotnē nomainīt velorikšas.

Bet Holandē viņi uzbūvēja saules automašīnu ar radikāli pretēju filozofiju. Studentu komanda no Eindhovenas uzņēmās Stella projektu - ģimenes auto, kas pēc dizaina atgādina ļoti zemu mikroautobusu. Viņi centās automašīnu padarīt pēc iespējas vieglāku (tikai 375 kilogramus!), pēc iespējas aerodinamiskāku un ērtāku.

Pirmā šīs saules automašīnas paaudze bez problēmām uzvarēja World Solar Challenge Cruiser klasē (pēc iespējas tuvāk īstas mašīnas), otrā - Stella Lux - tiek gatavota rallijam 2015. gada oktobrī.

Tātad tas solās kļūt par atspēriena punktu ceļā uz saules automašīnu masveida ražošanu: ar vienu uzlādi - 1100 kilometrus, maksimālais ātrums ierobežots pie aptuveni 125 km/h. Paraksta funkcija: iebūvētā navigācijas sistēma arī automātiski izvēlas optimālāko maršrutu, pamatojoties uz laika prognozi.

Saules auto - angļu viltība un vācu avantūrisms

Jūsu celtniecības ambīcijas foršs auto britiem bija arī saules paneļi. Bet tie galvenokārt bija sporta un sacensību raksturs. Studenti no Kembridžas vienlaikus varēja izveidot aerodinamiskāko automašīnu un vienlaikus padarīja saules paneļus adaptīvus - lai neviens enerģijas fotons netiktu iztērēts! Automašīna var braukt ar ātrumu 140 km/h – un arī vairāk kalpo kā prototips turpmākai sērijveida attīstībai.

Protams, ar saules enerģiju darbināmas automašīnas izstrādes tēmā Vācija nevarēja stāvēt malā. Vācu studenti no Bohumas 2012. gadā šūpojās uzreiz ceļojums apkārt pasaulei gandrīz trīsdesmit tūkstošus kilometru garš (!) uz miniatūras divu durvju kupeja SolarWorld GT - sver tikai 260 kilogramus!

Maksimālais ātrums ir 120 km / h, kreisēšanas diapazons bez uzlādēšanas ir 400 kilometri, ar uzlādi - trīs reizes vairāk. Mašīna izrādījās glīta, lai gan puišiem uz Krievijas un Ukrainas ceļiem klājās smagi - nācās noorganizēt pitstopu un nomainīt riteni. Lai gan ir slēpta svētība: papildu saules uzlāde automašīnai nekad nebūs lieka.

Saules auto - Austrālijas cienījams

Bet Austrālijā viņi nolēma netērēt laiku velti un nekavējoties pagriezās, lai neradītu vienkārša automašīna ar saules enerģiju darbināms, bet dabīgākais sporkups! EVX Ventures projekts Immortus ir futūristisks dizains, divi elektromotori un paātrinājums no nulles līdz simtiem septiņās sekundēs! Maksimālais ātrums ir ierobežots ap 150 km/h, bez elektromotoru dinamikas auto spēj braukt pilsētā ar ātrumu 60 km/h, un tas, iespējams, ir ideāls ekspluatācijas variants atslābinātiem austrāliešiem.

Un šeit ir vēl viens Austrālijas projekts - Sunswift eVe - pagaidām tikai prototips. Taču ne vienkāršs, bet gan rekordliels prototips: studenti no Jaundienvidvelsas par pusmiljonu dolāru izveidoja automašīnu, kas ar vienu uzlādi spēj nobraukt 500 kilometrus. Vidējais ātrums vairāk nekā 100 km / h - un, lai gan maksimālais ātrums ir nedaudz zemāks par Immortus projektu, arī otro "Austrāliju" tika plānots uzsākt neliela apjoma ražošanā. Acīmredzot pieprasījums ir.

Saules automašīna - tāla vai tuvāka nākotne

Lielākie autoražotāji, saņēmuši jutīgu švīku pa degunu, visticamāk, gatavo atbildes triecienu līdz ar Teslas izlaišanu. Un saules automašīna var par tādu kļūt.

Piemēram, Ford jau ir mēģinājis uz C-Max minivena jumta uzlikt fotoelementus, un iegūtais koncepts izskatījās pietiekami pieklājīgs. Nu mazajiem ražotājiem ir iespēja atkārtot Elona Maska un viņa elektromobiļa panākumus. Kas tam vajadzīgs? Inovācijas, inovācijas un vēl vairāk inovāciju.

Jauni viegli un spēcīgi polimērmateriāli virsbūvei un iespējams arī riteņiem, kā arī efektīvāki fotoelementi un elektromotori. Patīkams un acij tīkams dizains un funkcionalitāte salīdzināma ar laba C klase- tā ir panākumu atslēga.

Ņem to, pastāsti draugiem!

Lasi arī mūsu mājaslapā:

parādīt vairāk

Skatījumi: 5527

Pēdējā desmitgadē tik neizsīkstošs enerģijas avots kā saules gaisma arvien vairāk ir piesaistījis pasaules sabiedrības uzmanību. Saules enerģijas izmantošana satiksmē ir daudzsološs virziens transporta tehnoloģiju attīstībā.
Saules transporta grupā ietilpst visi sauszemes, ūdens un skati no gaisa transportlīdzekļi, kas izmanto saules enerģiju, lai pārvietotos. Šādas iekārtas parasti ir aprīkotas ar saules paneļiem, kuru saules baterijas pārvērš redzamo saules gaismu, infrasarkano un ultravioleto starojumu

elektroenerģiju, ko pēc tam izmanto to elektromotoru darbināšanai.

Neskatoties uz to, ka saules paneļu kā transportlīdzekļu enerģijas elementu izmantošana ir diezgan perspektīva, pastāv virkne faktoru, kas negatīvi ietekmē saules tehnoloģiju attīstības un ieviešanas ātrumu globālajā infrastruktūrā. Kamēr saules paneļu izmantošana nodrošina augsta efektivitāte elektrisko transportlīdzekļu darbība skaidrā, saulainā laikā, vakarā un naktī, kā arī drūmā laikā, šo fotoelektrisko elementu izmantošana ir pilnīgi nepraktiska. No šī, lielākā daļa mūsdienu sugas elektriskais transports lietderīgāk ir izmantot tikai saules paneļus kā papildu elementi elektromotoru barošanas avots kopā ar standarta akumulatoriem.

Lai gan saules gaismu var izmantot bez maksas, saules paneļu izgatavošana ir diezgan dārga. Turklāt 90 procenti saules paneļu ir izgatavoti no silīcija, padarot tos videi neilgtspējīgus. Šis faktors ir viens no galvenajiem saules transporta tehnoloģiju straujās attīstības tempu palēnināšanās iemesliem pasaulē.

Saules moduļu kalpošanas laiks ir aptuveni 30 gadi. Tradicionālo saules paneļu ražotāji saviem produktiem parasti nodrošina 10 gadu garantiju. Tomēr problēma ar šo elementu efektīvu izmantošanu elektriskajos transportlīdzekļos ir tāda, ka lielākā daļa fotoelektrisko paneļu ir paredzēti stacionārai uzstādīšanai un nespēj izturēt vibrācijas. Turklāt saules paneļi ir diezgan lieli un ievērojami palielina transportlīdzekļa konstrukcijas svaru.

Lielākajai daļai saules bateriju efektivitāte ir 10%, un tikai dažu - 15%. Tāpēc saules automašīnas varēs konkurēt ar benzīna automašīnas tikai pēc modernāku un lētāku saules paneļu izlaišanas ar efektivitāti vismaz 50%.

Saules transportlīdzekļos izmantoto saules bateriju darbības princips ir ražot līdzstrāva kad saules gaisma skar viņu silīcija vafeles. Veidojot saules bateriju masīvu, tiek izmantoti desmitiem šādu plāksnīšu, jo viena silīcija plāksne nespēj radīt ievērojamas strāvas. Loģiski, ka saules bateriju kopējā jauda ir atkarīga no kopējā tajā izmantoto silīcija plāksnīšu skaita un to radītā virsmas laukuma. Saules paneļu veiktspēja ir tieši atkarīga no saules starojuma intensitātes un saules moduļu izvietojuma leņķa.

Saules paneļu saražotā elektriskā enerģija tiek uzkrāta dienas laikā transportlīdzeklī uzstādītajos papildu akumulatoros un pēc tam izmantots tā pārvietošanai.
Fotoelektrisko elementu izmantošana var ievērojami palielināt elektrisko transportlīdzekļu diapazonu, tos neuzlādējot. vilces akumulatori no elektrotīkla.

Saules transportlīdzekļu veidi

Saules automašīnas (ar saules enerģiju darbināmi elektriskie transportlīdzekļi)

Saules automašīnas izmanto fotoelementus, lai pārvērstu saules enerģiju elektrībā, kas pēc tam darbina elektromotoru. Parasti saules automašīnas dienas laikā pārvietojas, pateicoties saules gaismai, un naktī tās izmanto standarta akumulatoru enerģiju.

Saules automašīnu dizains atšķiras no tradicionālā. Gandrīz viss to ārējais korpuss ir pārklāts ar saules paneļiem. Tā kā saules paneļi ir diezgan lieli, šo transportlīdzekļu ražotāji dara visu iespējamo, lai uzlabotu aerodinamiku un samazinātu kopējais svars saules automašīnas. Lielākā daļa praktisko saules automašīnu modeļu ir paredzēti viena vai divu pasažieru pārvadāšanai.

Pirmais saules automašīnas modelis, ko projektējis Viljams Kūbs, tika prezentēts plkst starptautiskā izstādeČikāgā 1955. gadā. Šī transportlīdzekļa radītājs visiem apliecināja, ka saules automašīnas sagaida gaiša nākotne, un drīz ar tām būs piesātinātas visas pasaules automaģistrāles. Likās, ka Koobam būs taisnība, bet nez kāpēc viss nesanāca tā, kā cerēts... Saules automobiļu izstrādes finansējums tika slēgts lielās autobūves kompānijas Ford ietekmē. Un tikai 80. gados, kad pasaules sabiedrība patiešām bija noraizējusies par vides stāvokli, ideja par saules automašīnu ražošanu atkal atgriezās.

Pirmā sērijveida saules automašīna Venturi Astrolab tika izlaista 2006. gadā. Modelis bija aprīkots ar asinhrono elektromotoru ar 16 kW jaudu un 50 Nm griezes momentu, 7 kWh niķeļa-metāla hibrīda akumulatoru un 600 W paneļa saules bateriju.

Saules paneļi

Kā minēts iepriekš, saules paneļus var veidot desmitiem fotoelementu, kas spēj pārvērst saules gaismu elektrībā. Moduļi tiek veidoti no atsevišķiem fotoelementiem, saliekot kopā, veidojas saules paneļu masīvs. Lieli saules paneļu bloki spēj saražot vairāk nekā 2 kW elektroenerģijas.

Saules paneļu izvietojums saules automašīnās var būt:

• horizontāli. Šis ir visizplatītākais saules paneļu izvietojuma veids saules transportlīdzekļos. Kā likums, tie ir integrēti šajos transportlīdzekļos brīvas nojumes veidā.
• vertikāli. Šāds fotoelektrisko elementu masīva izvietojums ir daudz retāk sastopams nekā horizontāls. Parasti šāda plāna izvietojums ir raksturīgs transportlīdzekļiem, kas sava darba nodrošināšanai papildus saules enerģijai izmanto arī vēja enerģiju.
• ar regulējamu slīpumu.
• integrēta visā transportlīdzekļa ārējā virsmā. Dažu veidu transportlīdzekļos ražotāji pārklāj katru korpusa ārējās struktūras centimetru ar fotoelementiem, daži fotoelementi vienmēr atrodas saulē, bet citi ēnā.
• tālvadības pults

Tipisks saules automobilis var nobraukt aptuveni 400 km ar enerģiju, ko dienas laikā saražo saules panelis. Ātrākā saules automašīna ir Sunswift IV, kuru izstrādāja Jaundienvidvelsas Universitātes studentu grupa. Šis saules automobilis spēj paātrināties līdz 88,8 km/h. Projekta Sunswift IV rekorda ātrums tika fiksēts un ierakstīts Ginesa rekordu grāmatā 2011. gada 7. janvārī, un pašiem studentiem-radītājiem tika piešķirts sertifikāts, kas apliecina viņu attīstības unikalitāti. Automašīnai uzstādītā saules paneļa jauda bija 1200 W, kas ir vienāda ar enerģijas patēriņu parasts matu žāvētājs matu žāvēšanai.

Saules automašīna Sunswift IV pārspēja ātruma rekordu uzstādīta automašīna sunraycer Ģenerālis motori.

saules autobusi

Saules autobusi ir elektriskie autobusi, kuru dzinēji lielākoties tiek darbināti ar saules paneļiem, kas uzstādīti uz jumta. Saules paneļu izmantošana autobusos samazina enerģijas patēriņu un pagarina to vilces akumulatoru dzīves ciklu.

Saules autobusiem nav nekāda sakara regulārie autobusi kurā tiek izmantotas saules baterijas, lai nodrošinātu papildu jaudu piederumu transportēšanai (apkure, gaisa kondicionēšana utt.). Tādas papildu aprīkojums autobusi ir visizplatītākie.

Saules velosipēdi un motocikli

Tikai daži cilvēki zina, ka pirmie transportlīdzekļi, kas tika aprīkoti ar saules baterijām, bija elektriskie velosipēdi, un lielākā daļa izstrādņu izmantoja trīsriteņu velosipēdu dizainu. Šajos transportlīdzekļos saules fotoelementi tika uzstādīti šarnīra, diezgan liela jumta veidā, neliels panelis aizmugurē, bagāžas daļā, piekabē, kas piestiprināta pie trīsriteņa, vai gar visu racionalizēta jumta ārējo virsmu (pēdējā konfigurācija ir raksturīga tikai slēgtiem modeļiem). Nedaudz vēlāk tika izveidots saules velosipēda modelis ar pārnēsājamu salokāmu saules bateriju paneli, ar kuru bija iespējams uzlādēt vilces akumulatorus stāvēšanas laikā.

Saules velosipēdi ir hibrīdi elektriskie modeļi, viņi izmanto saules paneļu elementus kopā ar tradicionālo velosipēdu elektroiekārtu. Saules baterijas, kas pārvērš gaismas plūsmu elektroenerģijā, nodrošina vilces akumulatoru uzlādi gan braucot, gan stāvvietās. Līdzīga saules uzlādes sistēma tiek izmantota arī saules motociklos.

Pirmo pilnībā saules velosipēdu, kas spēj pārvietoties tikai saules staru ietekmē, 2006. gadā izstrādāja kanādietis Pīters Sandlers. Izgudrojumu sauc E-V Saulains Velosipēds. Šajā modelī saules paneļi tika integrēti riteņos. Saules paneļu radītā enerģija ļāva velosipēdam paātrināties līdz 30 km/h.

Saules bateriju izmantošana dzelzceļā, ūdens transportā

Vairākās valstīs pašlaik tiek uzstādītas saules enerģijas bloku sistēmas noteiktos elektrificētajos posmos. dzelzceļš. Ar saules enerģiju darbināmie tuneļi nodrošina strāvu vilcieniem, kas steidzas garām pat ļoti lielā ātrumā. Šādas saules enerģijas iekārtas spēj saražot tūkstošiem megavatstundu elektroenerģijas. Līdzīgs saules tunelis 3,4 km garumā veiksmīgi darbojas, piemēram, starp Parīzi un Amsterdamu.

Arī paši vilcieni tiek apgādāti ar saules paneļiem. Spilgts piemērs ir lokomotīve Indijā, ko sauc par "Himalaju karalieni" starp Kalkas un Šimlas stacijām. Šis vilciens ir aprīkots ar 100 W saules paneļiem, kas ļauj tam pārvietoties ar vienu uzlādi aptuveni divas dienas.

Vēl nesen saules enerģijas laivas bija tikai upēs un kanālos, bet 2007. gadā Saules laiva Sun 21 veica savu pirmo eksperimentālo tālsatiksmes braucienu. Viņa šķērsoja Atlantijas okeānu tikai 29 dienās, pateicoties kurām viņa iekļuva Ginesa rekordu grāmatā par pasaulē ātrāko transatlantisko šķērsošanu, tikai pateicoties saules enerģijai. Saules laiva bija aprīkota ar saules paneļiem, kuru enerģija ļāva visu diennakti pārvietoties ar stabilu ātrumu 10-12 km/h.

2012. gada maijā noslēdzās saules kuģa Turanor PlanetSolar ceļojums apkārt pasaulei. 30 metrus garais un 15,2 metrus platais saules kuģis Monako ostu atstāja 2010. gada septembrī. Šis ir pirmais pasaules apceļojums, ko pilnībā darbina saules enerģija. Turanor PlanetSolar ir lielākais jebkad uzbūvētais peldlīdzeklis.

Gaisa transportlīdzekļi

Inženieri visā pasaulē strādā pie tādu gaisa transportlīdzekļu izveides, kas aprīkoti ar saules paneļiem. Šodien saulītē gaisa transports visizplatītākie ir saules un hibrīddirižabļi.
Īpaša interese ir bezpilota lidaparātu (UAV) attīstība. Saules enerģija varētu ļaut tiem palikt gaisā pat vairākus mēnešus. Šādi gaisa transportlīdzekļi varētu atrisināt dažus uzdevumus, kas līdzīgi satelītiem.

Pirmais veiksmīgais eksperimentālais 48 stundu saules drona lidojums tika pabeigts 2007. gada septembrī.

2010. gadā Saules lidmašīna Šveicē veica 26 stundu testa lidojumu, kas sākās 8. jūlijā pulksten 7 un beidzās nākamajā dienā pulksten 9. Lidmašīna vispirms pacēlās aptuveni 8500 metru augstumā, bet vakara gaitā nolaidās 1500 metru augstumā, kur palika visu nakti. Tikai 15 dienas vēlāk, 2010. gada 23. jūlijā, Lielbritānijas aizsardzības uzņēmums QinetiQ organizēja eksperimentālu sava Saules bezpilota lidaparāta Zephyr-6 modeļa lidojumu. Šis lidojums bija rekords – bezpilota lidmašīna, kas sver 30 kg, vairāk nekā divas nedēļas (336 stundas) pavadīja gaisā, lidojot Arizonas debesīs.

Saules enerģija kosmosa transportlīdzekļiem

Saules enerģiju bieži izmanto, lai darbinātu satelītus un kosmosa kuģus, kas darbojas Saules sistēmā, jo tā ilgu laiku var kalpot kā enerģijas avots. ilgs periods laiks bez liekās degvielas masas.

Satelītos ir vairāki radio raidītāji, kuriem jādarbojas pastāvīgā režīmā. Saules enerģija parasti netiek izmantota satelīta pozīcijas regulēšanai, tomēr tā tiek izmantota degvielas padeves procesa uzturēšanai.

© Sergejs Volters 2013
Jebkura rakstu materiālu kopēšana, pārdrukāšana un izplatīšana bez autortiesību īpašnieka atļaujas ir aizliegta un sodāma ar likumu. Autortiesību pārkāpums tiks izskatīts saskaņā ar Ukrainas likuma "Par autortiesībām un blakustiesībām" 52. pantu, Ukrainas Kriminālkodeksa 176. pantu, 432. pantu. Civilkodekss Ukraina, Ukrainas Administratīvo pārkāpumu kodeksa 51.-2.

Mūsu planētas ekoloģija, kas ar katru gadu pasliktinās, un tehniskais progress, kas nestāv uz vietas, ir kalpojuši kā spēcīgi katalizatori tāda vides transporta kā ar saules enerģiju darbināmu automašīnu attīstībai un ražošanai.

Transportlīdzekļu darbs ar saules baterijām automašīnu akumulatoru uzlādēšanai ir balstīts uz Saules dabiskās enerģijas uzkrāšanu un pārvēršanu elektroenerģijā, kas baro elektromotoru, kas virza transportlīdzekļus.

Transformācijas būtība ir "p-n" vadītspējas izmantošana, ko rada saules baterijas elementos, ko veido divi silīcija slāņi, kuru ražošanas laikā tiem tiek pievienotas dažādas vielas.

Diagramma palīdzēs detalizētāk izprast transformācijas būtību:

Ražošanas procesā augšpusē esošajam “n” slānim pievieno fosforu, bet “p” (apakšējam) slānim pievieno boru. Tādējādi uz divu slāņu robežas " p-n krustojums”, kas nosaka vadītspēju “p-n” fotoelementiem, kas veido saules bateriju.

Saules stari, iedarbojoties uz pirmo slāni, veidojas negatīvās daļiņās – brīvajos elektronos, bet apakšējā slānī – pozitīvās, tā sauktās "caurumos".

Starp tiem parādās elektriskais lauks, kas izraisa potenciālu starpības parādīšanos.

Savienojot ar diviem slodzes slāņiem, ķēdē parādīsies strāva. Daļiņas ar mīnusa zīmi tiecas uz augšu, un tās, kurām ir “+” zīme, virzās uz leju.

Ja par slodzi tiek ņemts elektromotors un papildus tiek uzstādītas elektroniskās ierīces, in dažādi režīmi nodrošinot nepieciešamo darbības režīmu, kā arī noteiktu skaitu pieslēgtu akumulatoru, ķēdi var izmantot kā piedziņu, kas arī kalpo mašīnas iedarbināšanai.

Šāds transportlīdzeklis tiks saukts par saules enerģiju darbināmu automašīnu. Tas tika izgudrots tālajā 20. gadsimtā.

Mazliet vēstures

Ar saules enerģiju darbināmās automašīnas par savu izskatu ir parādā amerikāņiem. Bet, sakarā ar to, ka tajā laikā nebija atbilstošu tehnoloģiju, ko savākt kompaktie izmēri saules spēcīgi dizaini, saules transportlīdzekļu masveida ražošana nekad netika uzsākta.

Tika ražoti tikai zema enerģijas patēriņa akumulatori. Tāpēc šī autobūves nozare tajā laikā neatrada attīstību. Viņi atgriezās pie automašīnām, kas izmanto saules enerģiju, tikai deviņdesmitajos gados.

Līdz tam laikam bija iespēja, kas ļāva paaugstināt Automašīnas efektivitāte uz saules baterijām. Pieaudzis arī paneļu saražotās elektroenerģijas apjoms. Jaunās paaudzes akumulatori ļāva izveidot un pārnest nepieciešamo enerģijas rezervi, pārvietojoties ievērojamā attālumā.

Ir arī jauni materiāli, ko izmanto automašīnu virsbūvju ražošanā, modernas sistēmas transmisijas un elektromotoru veidi. Tas viss pozitīvi ietekmēja arī nozares attīstību.

Mūsdienās virsbūves elementu ražošanā izmanto augstas stiprības un ļoti vieglu plastmasu, transmisijai - detaļas, kurām raksturīga minimālā rites pretestības vērtība, un bezsuku motorus, kas satur retzemju magnētus stabiem.

Arī motora ritenis bija novatorisks izgudrojums. Elektromotors šajā gadījumā ir aprīkots ar katru dzenošais ritenis, kas palielina transmisijas mehānisma efektivitāti.

Saules paneļi ir kļuvuši elastīgi. Tas varēja tikai novest pie jaudas palielināšanās, jo kļuva iespējams tos uzstādīt uz jebkuras ķermeņa daļas, tādējādi palielinot laukumu, kas spēj uzkrāt enerģiju.

Saules automašīnu modeļi

Praktiski nav līdera auto kompānija, kas nenovestu pie tādu transportlīdzekļu attīstības, kas darbojas ar saules baterijām.

Starp slavenākajiem ir franču kompānijas Venturi izstrādātā automašīna Ecletic.

Raksturlielumi

• Jaudas lieljaudas stacija - 22 ZS;
• Nobrauktais attālums bez uzlādes - 50 km;
• Pieļaujamais ātrums - 50 km/h.

Modeļa rezerves barošanas avots ir vēja ģenerators, kas uzstādīts uz jumta. Taču attīstītājs paredzēja arī otru iespēju - papildināšanu ar enerģiju no mājsaimniecības elektrotīkla.

Vēl viens franču inženieru Venturi projekts ir Astrolab modelis.

Iespējas

jaudas rezerve ražošanas modelis gandrīz divas reizes augstāka nekā iepriekšējā. Jauda ir 16 kW, ātrums ierobežots līdz 120 km/h.

Tā kā korpusa ražošanā tiek izmantota plastmasa, modeļa svars ir tikai 300 kilogrami. Viņai uz mašīnas jumta uzstādīts saules panelis.

Futūristiski izskatās nīderlandiešu ideja ar nosaukumu "Stella", ko izstrādājuši Eindhoenas universitātes darbinieki. Šis ģimenes auto, kas aprīkots ar lieljaudas saules bateriju un kam skārienekrāns. Tās korpusam ir daudzas alumīnija daļas, kas izgatavotas no oglekļa.

Enerģijas, ko ģenerē automašīna, kas izmanto saules paneļus, ir pat vairāk, nekā nepieciešams, lai uzlādētu akumulatorus, kuru ietilpība ir diezgan liela, tāpēc darbības rādiuss sasniedz 600 km.

Speciālisti no Green GT (Šveice) arī sniedza savu ieguldījumu automobiļu rūpniecības attīstībā un jo īpaši automašīnās ar saules paneļiem.

Viņi radīja "Solar World GT" automašīnu, kuras jauda ir līdz 400 ZS.

Dzinējs un kapacitatīvā baterija ļauj paātrināties līdz 275 km/h, paātrinoties līdz simtiem tikai 4 sekundēs.

Sadzīves saules automašīnas veiksmīgi tiek izstrādātas arī Krievijā, precīzāk, Sanktpēterburgā.

Ar saules enerģiju darbināmā auto virsbūvei izmantots viegls kompozīts, kura dēļ svars ir tikai 200 kilogrami. Forma atgādina katamarānu. Paredzamais ātrums ir 150 km/h.

Un, protams, neiztikt arī bez Japānas, kas radīja auto-ombilu, kas 2011. gadā uzvarēja Austrālijas ikgadējās sacīkstēs. To sauca "Tokai Challenger 2", un tas daudzējādā ziņā pārsteidz:

• CFRP korpusa forma un svars nepārsniedz 140 kg;
• Izstrādātais ātrums - 160 km/h.

Cena

Tā kā saules automašīnas joprojām ir gabalpreces, to izmaksas nevar saukt par zemām. Kamēr automašīnas netiek izplatītas, par to īpašībām ir zināms maz. Automašīnu ražotāji nesteidzas atklāt noslēpumus.

Par tiem pašiem modeļiem, kas jau ir izlaisti sērijā, ir vairāk datu. Tātad zināma franču Astrolab cena, kas ir aptuveni 92 tūkstoši eiro.

plusi

Saules automašīnu nenoliedzamās priekšrocības ir:

• Videi draudzīgums;
• Mazs svars;
• Mazs izmērs;
• Rentabilitāte;
• Neierobežota saules enerģija;
• Nav nepieciešams attīstīt infrastruktūru (nav nepieciešamas uzpildes un uzlādes stacijas);
• Ilgs kalpošanas laiks;
• Lēta enerģija;
• Lieli resursu paneļi.

Mīnusi

Trūkumi neļauj plaši aprakstītajām automašīnām ienākt ikdienā.

Tie atbilst priekšrocībām:

• gabalu izgatavošana un inovatīvas tehnoloģijas, ievērojami palielinot cenu;
• mazāks nekā automašīnai ar iekšdedzes dzinēju, ātrums un nobrauktais attālums bez uzlādēšanas;
• autoservisu trūkums šajā transporta segmentā.

Tomēr jaunais virziens, t. saules transportlīdzekļu radīšana spēj jau tuvākajā laikā izspiest no tirgus automašīnas ar iekšdedzes dzinējiem.

Turklāt koncerni finansē mazo biroju un komandu radīto saules transportlīdzekļu izstrādi.

Svarīgs: Masu produkcija saules transportlīdzekļi sasniegs vēl nebijušus izmērus, tiklīdz paneļu efektivitāte sasniegs 50%.

Šodien nebūs problēmu iegādāties kapacitatīvo saules bateriju automašīnai pat internetā.

Video: ar saules enerģiju darbināmas automašīnas paceļas