Jak wykorzystuje się energię słoneczną w przemyśle motoryzacyjnym?

Kryzys paliwowy na świecie nie jest daleko. Nie tak dawno temu pojawiły się dane, że jeśli utrzyma się obecne tempo wydobycia ropy w Rosji, to utrzyma się ono przez 30 lat. Oznacza to, że zapasy topnieją każdego dnia, a konsumpcja rośnie. Poza tym jest jeszcze jeden problem. Z duża liczba pojazdy każdego dnia emitują do atmosfery bardzo dużo gazów spalinowych. szkodliwe substancje. Te problemy wymagają rozwiązania. I w Wkrótce. Część ekspertów widzi wyjście w stworzeniu pojazdów elektrycznych zasilanych energią słoneczną. Rzeczywiście, nie jest to fantastyczna historia, ale prawdziwy rozwój wydarzeń. Oczywiście wydanie modeli produkcyjnych jest jeszcze daleko, ale są już działające próbki, w tym samochody wyścigowe.

Po raz pierwszy już dawno próbowano zamontować panele fotowoltaiczne na dachu samochodu. W naszych czasach pojawiły się pełnoprawne samochody napędzane wyłącznie energią słoneczną. A te samochody nie są produkowane w jednym egzemplarzu przez entuzjastów, ale w warsztatach produkcyjnych dużych korporacji samochodowych.

W połowie ubiegłego wieku General Motors wprowadził model z silnikiem elektrycznym zasilanym energią słoneczną. Długość samochodu nie przekraczała pół metra. Na dachu zamontowano 10 paneli słonecznych.

Samochód został zaprojektowany przez Williama Cobba, inżyniera z GM. Badania te były finansowane gigant motoryzacyjny licząc na przełom. Ale potem badania zostały ograniczone ze względu na niską opłacalność i wróciły do ​​nich dopiero po kilkudziesięciu latach.

Do rozwoju samochodów zasilanych energią słoneczną powrócili w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. W tym czasie sprawność fotokomórek sięgała 15 proc. Stanowiło to potężny impuls do rozwoju energii słonecznej. W rozwój pojazdów elektrycznych włączyło się wiele dużych korporacji. Nie tak dawno temu pojawiły się doniesienia, że ​​specjalistom ze Spektrolabu udało się uzyskać panele fotowoltaiczne o sprawności powyżej 30%. Ale seryjne próbki o takiej wydajności jeszcze nie są produkowane.

Plusy i minusy samochodów zasilanych energią słoneczną

Podsumujmy zatem zalety i wady samochodów zasilanych energią słoneczną.

plusy

• Energia słoneczna jest bezpłatna;
• Nie jest wymagana sieć stacji benzynowych;
• Fotokomórki mają długą żywotność (do 30 lat);
• Nie emisje, ale atmosfera;
• Korzystanie z takich pojazdów stymuluje rozwój zaawansowane technologie w pokrewnych obszarach.

Minusy

• Niska sprawność paneli fotowoltaicznych (maksymalnie 12-15%);
• Wysoki koszt paneli słonecznych;
• Sprawność wytwarzania energii zależy od pory dnia i pogody;
• Konieczne jest przeprowadzenie akumulacji energii z akumulatorów.

Przykłady pojazdów napędzanych energią słoneczną

Astrolab

Wydanie tego samochodu elektrycznego przeprowadzają specjaliści z Venturi. Maksymalna prędkość, jaką rozwija samochód, wynosi 120 kilometrów na godzinę. Przebieg do 110 km. Na samochodzie zamocowane są ogniwa fotowoltaiczne o łącznej powierzchni 3,6 metra kwadratowego. Koszt tego cudu to ponad 90 tysięcy euro.

Jak mówią projektanci, udało im się osiągnąć takie parametry dzięki ulepszonej karoserii. Astrolab jest podobny samochody wyścigowe. Wewnętrzna część Samochód wykonany jest w formie karbonowego monocoque, aby chronić kierowcę i pasażera. Astrolab został zaprojektowany przez Sashę Lakik. On sam nazywa ten samochód elektryczny, jak skrzydło na kołach.

Eklektyczny

Ecletic to kolejny samochód solarny od Venturiego. Moc silnika tego samochodu wynosi 22 konie mechaniczne. Dla porównania, inne samochody zasilane energią słoneczną mają średnio jeden konie mechaniczne na dwa metry kwadratowe paneli. Ecletic działa tylko na energię słoneczną.

Projektanci twierdzą, że ich dzieło działa z prędkością 50 kilometrów na godzinę do pięćdziesięciu kilometrów. I jeszcze jeden ciekawy niuans Ecletic. Maszyna może przejechać do 15 kilometrów na sile wiatru. Jeśli pogoda jest zła na zewnątrz, samochód jest ładowany z sieci elektrycznej w około 5 godzin.

• Cena bezlitośnie zabiła popyt
• Światło na końcu tunelu
• Zabawki dla bogatych
• Niedroga technologia, z której można korzystać już teraz

„Wszystko, co nowe, jest dobrze zapomniane stare”

Historia motoryzacji jest długa i dość zabawna. Pierwsze samochody pojawiły się ponad sto lat temu. Warto zauważyć, że pierwsze próbki działały wyłącznie na parze lub elektryczności. Na żądanie przebiegłych potentatów naftowych samochód otrzymał silnik wysokoprężny. Ekologiczny transport został przesunięty na tylne pozycje i prawie zapomniany. Jednakże Teraz coraz częściej słyszymy o samochodzie na energię słoneczną baterii, dlatego historia lubi się powtarzać.

Taki przebieg wydarzeń miał miejsce do 1955 roku, kiedy to na zorganizowanej przez GM wystawie amerykańskiej publiczności zaprezentowano kompaktowy samochód z panelami słonecznymi. Mimo kuszącego wyglądu i możliwości pilot, nowość nie zyskała oczekiwanej sławy. Pomysłowy rozwój Williama Cobba został wkrótce zapomniany, a sam projekt został zamknięty z powodu cięć w finansowaniu.

Prawie trzy dekady później, w 1982 roku, władzę przejęli Australijczycy. Wynalazca Hans Tolstrup podróżował po całym kontynencie swoim samochodem o nazwie „Quiet Achiever”. Jednak nawet w dobie postępu technologicznego prędkość samochodu zasilanego energią słoneczną nie przekraczała 20 km/h. Wkrótce pomysł ten został podchwycony przez entuzjastycznych inżynierów z całego świata. A już w następnym roku odbył się pierwszy Międzynarodowy Zlot z udziałem samochodu zaprojektowanego na baterie słoneczne. Następnie samochody wykorzystujące energię słoneczną stawały się coraz mocniejsze i już w 1996 roku samochód elektryczny Dream osiągnął prędkość 135 km/h.

Cena bezlitośnie zabiła popyt

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że do początku XXI wieku koszt samochodów elektrycznych odstraszał nawet konsumentów o ponadprzeciętnych dochodach. Główną wadą samochodu zasilanego energią słoneczną była niemożność pokonywania znacznych odległości. Pojemność baterii, nawet w najbardziej postępowych samochodach, była zbyt mała. Na przykład w Stanach Zjednoczonych tych kilka stacji samochodów elektrycznych zaczęło pojawiać się dopiero w połowie ostatniej dekady. Biorąc pod uwagę wysokie ceny najnowocześniejszych części do samochodów elektrycznych, już sama myśl o możliwej awarii przyprawiała fanów technologii przyjaznych środowisku o dreszcze.

Z biegiem czasu, a mianowicie od drugiej połowy lat 2000, czołowi światowi producenci samochodów postanowili ograniczyć ten niewykorzystany rynek i zajęli się rozwojem prototypów Pojazd praca na energii słonecznej. W efekcie dzięki profesjonalnemu podejściu i solidnym inwestycjom akumulatory stały się wielokrotnie mocniejsze, panele fotowoltaiczne są bardziej kompaktowe, a same samochody tańsze.

Tak jak poprzednio, Japończycy wyprzedzili resztę. Już teraz na ulicach Tokio można spotkać nie tylko samochody hybrydowe, ale także „Honda” z „Toyotą”, „żywiąca się” energią Słońca. Co ciekawe, z roku na rok samochody elektryczne stają się coraz bardziej przystępne cenowo, a akumulatory litowo-jonowe coraz bardziej pojemne. Dzięki temu nabywcy o średnich dochodach mogą „pochwalić się” swoim sąsiadom.

Spotykać się z kimś, Średnia cena za samochód wykorzystujący panele słoneczne to 25 000 „zielonych”.

„Niech zawsze będzie Słońce…” i dobra wydajność

Czy pamiętasz tę piosenkę dla dzieci, którą wiele osób śpiewało jako dzieci? Jest to jak najbardziej odpowiednie do obecnej sytuacji dotyczącej samochodów wyposażonych w panele słoneczne. Wspomniane rajdy samochodów elektrycznych odbywają się w Australii, gdzie prawie przez cały rok świeci słońce. Choć może to być smutne, spójrzmy prawdzie w oczy. W deszczową pogodę i rozładowane akumulatory samochód może po prostu utknąć na autostradzie.

Wysiłki inżynierów, fizyków i mechaników nie zostały jeszcze uwieńczone znaczącym sukcesem. Wydajność, którą dają panele słoneczne w samochodach nigdy nie przekroczył 15%. W tym samym czasie silnik benzynowy niesławnej „szóstki”, łatwo daje 45%. Cóż, wszyscy miłośnicy samochodów będą musieli jeszcze trochę poczekać, aby móc kupić „zielony” samochód o konkurencyjnych parametrach.

W tańszych opcjach ma samochód elektryczny zasilany energią słoneczną bardzo mała moc - 1-2 koni mechanicznych. I to tylko wtedy, gdy panele słoneczne zajmują co najmniej 2 metry kwadratowe. Nie wpływa to zbytnio na prędkość. Z dobrą nawierzchnią drogi i długim przyspieszeniem, niektóre modele samochodów zasilany energią słoneczną może osiągnąć prędkość 100 km/h.

Przeczytaj także:

Światło na końcu tunelu

Tak czy inaczej, ale dzięki żmudnej pracy entuzjastycznych inżynierów i grup studenckich wynalazców, którzy wierzą w świetlaną przyszłość „słonecznego” samochodu wykorzystującego energię słoneczną, coraz więcej funkcjonujących próbek „ekologicznych” automatyczny. Nawet patrząc na Australian International Rally można stwierdzić, że świetlana przyszłość bez spalin jest już „niedaleka”.

Świetnym przykładem jest francuska firma motoryzacyjna Venturi, która opracowała prototypy Astrolab i Ecletic. Jak się okazało, te samochody elektryczne mają nie tylko potężne akumulatory ładowane zarówno z paneli słonecznych, jak i z gniazdka elektrycznego, ale także generatory wiatrowe. W niedalekiej przyszłości powinna rozpocząć się seryjna produkcja tych samochodów, o ile oczywiście ten genialny startup „zgaśnie”, podobnie jak wiele poprzednich. Czy się to komuś podoba, czy nie, ale ma się wrażenie, że ktoś po prostu nie chce dać zielonego światła na masowe wprowadzanie tej technologii. Ale odejdźmy od złych myśli i przyjrzyjmy się bliżej tym cudom techniki.

Samochód Ecletic jest w stanie osiągnąć prędkość 50 km / h na 50 kilometrów, co jest już doskonałym wskaźnikiem dla „słonecznego” samochodu. Moc to 22 konie, co też jest dużo. Sprytni Francuzi, skupiając się nie tylko na mieszkańcach słonecznej Australii i Afryki, wyposażyli model w złącze, dzięki któremu akumulator samochodowy można ładować przez gniazdko. Według wstępnych danych ładowanie samochodu Ecletic nie powinno zająć więcej niż pięć godzin. Cóż, to jest właśnie droga dla Europejczyków, którzy są przyzwyczajeni do pochmurnej pogody, wiatrów i deszczy. Inżynierowie Venturiego postanowili nie zatrzymywać się i korzystać nawet z wiatru, wyposażając samochód elektryczny w panele słoneczne z generatorem wiatrowym, co daje akumulatorowi samochodu dodatkowe 15 kilometrów.

Bez względu na to, jak kuszące jest Ecletic, z łatwością przewyższy inne osiągnięcie francuskiej firmy - samochód elektryczny Astrolab. To jest samochód już w stanie przejechać dobre 110 kilometrów, a moment obrotowy to umożliwia rozpędzić się na prostych odcinkach do 120 km/h. Reszta charakterystyk pozostaje taka sama jak w przypadku Ecletic.

Zabawki dla bogatych

Oczywiście samochodów elektrycznych zasilanych energią słoneczną z akumulatorami litowo-jonowymi nadal nie można uznać za godną alternatywę dla samochodów benzynowych. Zbyt mało stacji elektroenergetycznych mizerne cechy zbyt wysoka cena...

Firmy wdrażające tę technologię nie może obniżyć kosztu 20-25 tysięcy euro za samochód elektryczny działające na baterie słoneczne. Podczas budowy zużywa się zbyt dużo pracy umysłowej i zasobów. Dlatego tak oryginalne nowości jak Astrolab i Ecletic to wciąż drogie zabawki w rękach zamożnych bojowników o czyste powietrze.

Jedyną dobrą wiadomością jest to, że nauka nie stoi w miejscu i być może dzisiaj następuje kolejny przełom technologiczny, po którym nastąpi pełna zmiana silniki benzynowe do słonecznego. Poczekaj i zobacz. Tymczasem zróbmy dygresję i spójrzmy na tabelkę z koncepcjami pojazdów elektrycznych wykorzystujących energię słoneczną, produkcja masowa które mogą rozpocząć się w niedalekiej przyszłości.

Nazwa	Kraj dewelopera	Rok rozwoju	Dystans, jaki może pokonać samochód	maksymalna prędkość	efektywność	Cena
Stella	Holandia	2013	600 km	110 kilometrów na godzinę	-	-
Trev	Australia	2008	150 km	150 kilometrów na godzinę	-	-
Słoneczny świat GT	Szwajcaria	2014	-	275 kilometrów na godzinę	-	-
Tokajski pretendent 2	Japonia	2010	-	160 kilometrów na godzinę	22%	-
Solat Taxi	Japonia	2007	350 km	90 kilometrów na godzinę	-	-
Astrolab Venturiego	Francja	2013	110 km	120 kilometrów na godzinę	15%	90000 euro

Samochód zasilany energią słoneczną nie jest nowym pomysłem, ale nie został w pełni wdrożony ze względu na obiektywne cechy. To i niska moc samochody zasilane energią słoneczną, a przy wydajności ładowania słonecznego samochodu pojawiły się pewne problemy, które prawie cały świat próbował rozwiązać. A przecież nie można powiedzieć, że wszystko jest na próżno - dynamika, zwłaszcza w ostatnie lata, tylko się podoba. Całkiem możliwe, że to właśnie samochód solarny zastąpi nowoczesne samochody elektryczne.

Samochód na energię słoneczną - rozwój poprzez wyścigi

Pomysł samochodu zasilanego energią słoneczną poważnie podjęto dopiero w drugiej połowie ubiegłego wieku (eksperymentowali z mocą i mocą nawet w ZSRR - w fabryce RAF, minibusem model 2203), a rok 1982 powinien być uznawana za datę narodzin mniej więcej pełnoprawnego samochodu słonecznego.

To wtedy Duńczyk Hans Tolstrup – wynalazca, przedsiębiorca i podróżnik – dokonał trzytysięcznego rajdu przez Australię na prototypie Quiet Achiever, rozwijając średnią prędkość nieco ponad 20 km/h. Zasada jest prosta: fotokomórki, zamieniając energię świetlną na energię elektryczną, ładują akumulatory, które za pomocą silnika elektrycznego wprawiają koła w ruch. Oczywiście ładowanie samochodu energią słoneczną jest stałe i nieprzerwane, dopóki nie pojawią się chmury lub nie zacznie padać.

A potem Tolstrup postanowił rozwinąć ten obiecujący kierunek i ustanowił World Solar Challenge - pierwszy wyścig samochodów napędzanych energią słoneczną. Australia, gdzie słońce świeci prawie 300 dni w roku. Chętni reagowali szybko, w 1987 roku odbył się pierwszy zlot, a potem co dwa lata (proces opracowywania i produkcji nowego prototypu nie przebiega najszybciej) na Zielony Kontynent przybywało coraz więcej śmiałków.

Już w 1996 roku średnia prędkość zwycięskiej załogi zbliżała się do znaku 100 km/h, a „maksymalna prędkość” wynosiła 135 km/h. Potem było już tylko lepiej.

Samochód na energię słoneczną – indyjska praktyczność i holenderska funkcjonalność

Jeśli chodzi o sprzyjającą pogodę, Indie mogą spierać się z Australią. Studenci uniwersytetu w Manipalu z pomocą koncernu Tata zaprojektowali ciekawy samochód koncepcyjny. Ich samochód solarny to karoseria z włókna szklanego na rurowej ramie, wyposażona w masę około 600 kg, zdolna do przejechania półtora setki kilometrów z maksymalną prędkością 60 km/h.

Układ zasilania i sterowania oparty jest na mikrokomputerze Raspberry Pi. Co więcej, głównym zadaniem stojącym przed Indianami była możliwość komercyjnego wykorzystania tego samochodu zasilanego energią słoneczną! Nie prędkość, moc czy komfort, nie - to raczej próba zastąpienia riksz rowerowych w dającej się przewidzieć przyszłości.

Ale w Holandii zbudowali samochód na energię słoneczną, kierując się radykalnie przeciwną filozofią. Zespół studentów z Eindhoven podjął się projektu Stella - samochód rodzinny, przypominający bardzo dyskretny minibus. Starali się, aby samochód był jak najlżejszy (zaledwie 375 kilogramów!), aerodynamiczny i wygodny.

Pierwsza generacja tego słonecznego samochodu bez żadnych problemów wygrała World Solar Challenge w klasie Cruiser (jak najbliżej prawdziwe samochody), druga – Stella Lux – przygotowywana jest do rajdu w październiku 2015 roku.

Zapowiada się więc, że stanie się odskocznią na drodze do masowej produkcji samochodów solarnych: na jednym ładowaniu – 1100 kilometrów, maksymalna prędkość ograniczona do około 125 km / h. Charakterystyczna cecha: wbudowany system nawigacji automatycznie wybiera najbardziej optymalną trasę na podstawie prognozy pogody.

Samochód solarny - angielski spryt i niemiecki awanturnictwo

Twoje ambicje budowlane fajne auto Brytyjczycy mieli również panele słoneczne. Miały one jednak głównie charakter sportowy i rywalizacyjny. Studentom z Cambridge udało się jednocześnie zaprojektować najbardziej aerodynamiczny samochód, a jednocześnie sprawić, by panele fotowoltaiczne były adaptacyjne - tak, aby nie zmarnował się ani jeden foton energii! Samochód może jechać z prędkością 140 km/h - i służy również bardziej jako prototyp do przyszłego rozwoju seryjnego.

Oczywiście w temacie opracowania samochodu zasilanego energią słoneczną Niemcy nie mogły stać z boku. Niemieccy studenci z Bochum w 2012 roku wymachiwali od razu podróż dookoła świata prawie trzydzieści tysięcy kilometrów długości (!) na miniaturze dwudrzwiowe coupe SolarWorld GT - waży tylko 260 kilogramów!

Maksymalna prędkość to 120 km/h, zasięg przelotowy bez doładowania to 400 kilometrów, z doładowaniem – trzy razy więcej. Samochód okazał się ładny, chociaż chłopaki mieli ciężko na drogach Rosji i Ukrainy - musieli umówić się na pit stop i zmienić koło. Chociaż jest błogosławieństwo w nieszczęściu: dodatkowe ładowanie samochodu energią słoneczną nigdy nie będzie zbyteczne.

Samochód solarny - australijski szacunek

Ale w Australii postanowili nie marnować czasu na próżno i od razu postanowili nie tworzyć prosty samochód zasilany energią słoneczną, ale najbardziej naturalny sporcoupe! Projekt Immortus od EVX Ventures to futurystyczna konstrukcja, dwa silniki elektryczne i przyspieszenie od zera do setek w siedem sekund! Prędkość maksymalna jest ograniczona do około 150 km/h, bez dynamiki silników elektrycznych, samochód jest w stanie jeździć po mieście z prędkością 60 km/h i jest to chyba idealna opcja obsługi dla zrelaksowanych Australijczyków.

A oto kolejny australijski projekt - Sunswift eVe - na razie tylko prototyp. Ale nie prosty, ale rekordowy prototyp: studenci z Nowej Południowej Walii stworzyli samochód za pół miliona dolarów, który może przejechać 500 kilometrów na jednym ładowaniu z Średnia prędkość ponad 100 km / h - i chociaż maksymalna prędkość jest nieco gorsza od projektu Immortus, drugi „Australijczyk” również miał zostać wprowadzony do produkcji na małą skalę. Podobno jest popyt.

Samochód na energię słoneczną - daleka lub bliska przyszłość

Główni producenci samochodów, po delikatnym uderzeniu w nos, prawdopodobnie przygotowują atak odwetowy wraz z uwolnieniem Tesli. A samochód zasilany energią słoneczną może się nim stać.

Na przykład Ford próbował już umieścić fotokomórki na dachu minivana C-Max, a uzyskana koncepcja wyglądała całkiem przyzwoicie. Otóż ​​mali producenci mają szansę powtórzyć sukces Elona Muska i jego elektrycznego samochodu. Co jest do tego potrzebne? Innowacja, innowacja i jeszcze raz innowacja.

Nowe lekkie i mocne materiały polimerowe na karoserię i ewentualnie koła, a także wydajniejsze fotokomórki i silniki elektryczne. Przyjemny dla oka design i funkcjonalność porównywalna dobra klasa C- to klucz do sukcesu.

Weź to, powiedz znajomym!

Przeczytaj także na naszej stronie:

Pokaż więcej

Wyświetlenia: 5527

W ostatniej dekadzie tak niewyczerpane źródło energii, jak światło słoneczne, w coraz większym stopniu przyciąga uwagę społeczności światowej. Wykorzystanie energii słonecznej w ruchu drogowym jest obiecującym kierunkiem rozwoju technologii transportowych.
Grupa transportu słonecznego obejmuje wszystkie lądowe, wodne i widoki z lotu ptaka pojazdy wykorzystujące energię słoneczną do poruszania się. Takie maszyny są zwykle wyposażone w panele słoneczne, których ogniwa słoneczne przekształcają widzialne światło słoneczne, promieniowanie podczerwone i ultrafioletowe

energię elektryczną, która jest następnie wykorzystywana do zasilania ich silników elektrycznych.

Pomimo tego, że wykorzystanie paneli fotowoltaicznych jako elementów energetycznych pojazdów jest dość obiecujące, istnieje grupa czynników, które negatywnie wpływają na tempo rozwoju i wdrażania technologii solarnych w globalnej infrastrukturze. Podczas korzystania z paneli słonecznych zapewnia wysoka wydajność eksploatacji pojazdów elektrycznych przy bezchmurnej, słonecznej pogodzie, wieczorem i w nocy, a także w dni pochmurnej pogody, stosowanie tych ogniw fotowoltaicznych jest całkowicie niepraktyczne. Z tego większość współczesne gatunki transport elektryczny bardziej celowe jest używanie paneli słonecznych wyłącznie jako dodatkowe elementy zasilacz do silników elektrycznych wraz ze standardowymi akumulatorami.

Chociaż korzystanie ze światła słonecznego jest bezpłatne, panele słoneczne są dość drogie w produkcji. Ponadto 90 procent paneli słonecznych jest wykonanych z krzemu, co czyni je niezrównoważonymi dla środowiska. Czynnik ten jest jedną z głównych przyczyn spowolnienia szybkiego rozwoju technologii transportu słonecznego na świecie.

Żywotność modułów fotowoltaicznych wynosi około 30 lat. Producenci tradycyjnych paneli fotowoltaicznych zazwyczaj udzielają 10-letniej gwarancji na swoje produkty. Problem z efektywnym wykorzystaniem tych elementów w pojazdach elektrycznych polega jednak na tym, że większość paneli fotowoltaicznych jest przeznaczona do montażu stacjonarnego i nie jest w stanie wytrzymać wibracji. Ponadto panele fotowoltaiczne są dość duże i znacznie zwiększają wagę konstrukcji pojazdu.

Sprawność większości ogniw fotowoltaicznych wynosi 10%, a tylko nielicznych – 15%. Dlatego samochody zasilane energią słoneczną będą mogły konkurować samochody benzynowe dopiero po wypuszczeniu na rynek bardziej zaawansowanych i tańszych paneli fotowoltaicznych o sprawności co najmniej 50%.

Zasada działania ogniw słonecznych stosowanych w pojazdach słonecznych polega na wytwarzaniu prąd stały kiedy światło słoneczne pada na ich krzemowe płytki. Do budowy szeregu ogniw słonecznych wykorzystuje się dziesiątki takich płytek, ponieważ jedna płytka krzemowa nie jest w stanie wytworzyć znacznych prądów. Logiczne jest, że całkowita moc ogniw fotowoltaicznych zależy od łącznej liczby zastosowanych w nich płytek krzemowych oraz od powierzchni, którą tworzą. Wydajność paneli fotowoltaicznych zależy bezpośrednio od natężenia promieniowania słonecznego oraz kąta ułożenia modułów fotowoltaicznych.

Energia elektryczna wytwarzana przez panele słoneczne jest magazynowana dzień w dodatkowych akumulatorach zainstalowanych w pojeździe, a następnie wykorzystywanych do jego przemieszczania.
Zastosowanie ogniw fotowoltaicznych może znacząco zwiększyć zasięg pojazdu elektrycznego bez konieczności jego ładowania. akumulatory trakcyjne z sieci.

Rodzaje pojazdów słonecznych

Samochody na energię słoneczną (pojazdy elektryczne zasilane energią słoneczną)

Samochody słoneczne wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne do przekształcania energii słonecznej w energię elektryczną, która następnie zasila silnik elektryczny. Z reguły samochody solarne w ciągu dnia poruszają się dzięki promieniom słonecznym, a nocą wykorzystują energię standardowych akumulatorów.

Konstrukcja samochodów solarnych różni się od tradycyjnej. Prawie całe ich zewnętrzne ciało jest pokryte panelami słonecznymi. Ponieważ panele słoneczne są dość duże, producenci tych pojazdów dokładają wszelkich starań, aby poprawić aerodynamikę i zmniejszyć waga całkowita samochody słoneczne. Większość praktycznych modeli samochodów solarnych jest zaprojektowana do przewozu jednego lub dwóch pasażerów.

Pierwszy model samochodu słonecznego, zaprojektowany przez Williama Kooba, został zaprezentowany na międzynarodowa wystawa w Chicago w 1955 r. Twórca tego pojazdu zapewnił wszystkich, że samochody solarne czekają świetlaną przyszłość, a wkrótce wszystkie autostrady świata zostaną nimi nasycone. Wydawało się, że Koob będzie miał rację, ale z jakiegoś powodu nie wszystko potoczyło się zgodnie z oczekiwaniami… Finansowanie rozwoju samochodów solarnych zostało zamknięte pod wpływem dużej firmy motoryzacyjnej Ford. I dopiero w latach 80., kiedy światowa społeczność była naprawdę zaniepokojona stanem środowiska, ponownie powrócił pomysł produkcji samochodów solarnych.

Pierwszy seryjny samochód słoneczny Venturi Astrolab został wypuszczony w 2006 roku. Model został wyposażony w asynchroniczny silnik elektryczny o mocy 16 kW i momencie obrotowym 50 Nm, hybrydowy akumulator niklowo-metalowy o pojemności 7 kWh oraz panelową baterię słoneczną o mocy 600 W.

Panele słoneczne

Jak omówiono wcześniej, panele słoneczne mogą składać się z dziesiątek ogniw fotowoltaicznych zdolnych do przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną. Moduły są tworzone z pojedynczych fotokomórek, po złożeniu razem powstaje tablica paneli słonecznych. Duże tablice paneli słonecznych są w stanie wyprodukować ponad 2 kW energii elektrycznej.

Umieszczenie paneli słonecznych w samochodach słonecznych może być:

• poziomy. Jest to najczęstszy rodzaj rozmieszczenia paneli fotowoltaicznych w pojazdach solarnych. Z reguły są one zintegrowane w tych pojazdach w postaci wolnego baldachimu.
• pionowy. Taki układ szeregu ogniw fotowoltaicznych jest znacznie mniej powszechny niż układ poziomy. Zwykle umieszczenie takiego planu jest charakterystyczne dla pojazdów, które oprócz energii słonecznej wykorzystują energię wiatru do zapewnienia swojej pracy.
• z regulacją nachylenia.
• zintegrowane na całej zewnętrznej powierzchni pojazdu. W niektórych typach pojazdów producenci pokrywają każdy centymetr zewnętrznej konstrukcji kadłuba ogniwami fotowoltaicznymi, przy czym niektóre ogniwa fotowoltaiczne są zawsze w słońcu, a inne w cieniu.
• zdalny

Typowy samochód zasilany energią słoneczną może przejechać około 400 km na energii generowanej w ciągu dnia przez panel słoneczny. Najszybszym samochodem solarnym jest Sunswift IV, który został opracowany przez grupę studentów z University of New South Wales. Ten zasilany energią słoneczną samochód może rozpędzić się do 88,8 km/h. Rekordowe tempo projektu Sunswift IV zostało zarejestrowane i wpisane do Księgi Rekordów Guinnessa 7 stycznia 2011 roku, a sami studenci-twórcy otrzymali certyfikat potwierdzający wyjątkowość ich rozwoju. Moc panelu słonecznego zainstalowanego w samochodzie wyniosła 1200 W, co odpowiada poborowi prądu konwencjonalna suszarka do włosów do suszenia włosów.

Samochód solarny Sunswift IV pobił rekord prędkości montowany na samochodzie promień słońca Ogólny Motoryzacja.

autobusy słoneczne

Autobusy słoneczne to autobusy elektryczne, których silniki są w dużej mierze zasilane przez panele słoneczne zamontowane na dachu. Zastosowanie paneli słonecznych w autobusach zmniejsza zużycie energii i wydłuża cykl życia ich baterii trakcyjnych.

Solarne autobusy nie mają z tym nic wspólnego regularne autobusy w którym ogniwa słoneczne służą do dodatkowego zasilania akcesoriów transportowych (ogrzewanie, klimatyzacja itp.). Taki dodatkowe wyposażenie autobusy są zdecydowanie najczęstsze.

Rowery i motocykle na energię słoneczną

Niewielu ludzi wie, że pierwszymi pojazdami wyposażonymi w ogniwa słoneczne były rowery elektryczne, przy czym większość ulepszeń wykorzystywała projekty rowerów trójkołowych. Fotokomórki fotowoltaiczne montowano w tych pojazdach w postaci uchylnego, dość dużego dachu, małego panelu w tylnej części bagażnika, w przyczepie przyczepianej do trójkołowca lub wzdłuż całej zewnętrznej powierzchni opływowego dachu (ta ostatnia konfiguracja jest typowe tylko dla modeli zamkniętych). Nieco później powstał model roweru solarnego z przenośnym składanym panelem słonecznym, za pomocą którego można było ładować akumulatory trakcyjne podczas postoju.

Rowery solarne to hybrydy modele elektryczne, używają ogniw słonecznych wraz z tradycyjnym elektrycznym sprzętem rowerowym. Baterie słoneczne, które zamieniają strumień świetlny na energię elektryczną, zapewniają ładowanie akumulatorów trakcyjnych zarówno podczas jazdy, jak i na parkingach. Podobny system ładowania słonecznego jest również stosowany w motocyklach zasilanych energią słoneczną.

Pierwszy w pełni solarny rower, zdolny do poruszania się wyłącznie dzięki promieniom słonecznym, został opracowany w 2006 roku przez Kanadyjczyka Petera Sandlera. Wynalazek nazywa się E-V Sunny Rower. W tym modelu panele słoneczne zostały zintegrowane z kołami. Energia generowana przez panele słoneczne pozwoliła rozpędzić rower do 30 km/h.

Zastosowanie ogniw słonecznych w transporcie kolejowym, wodnym

W wielu krajach praktykuje się obecnie instalowanie systemów paneli słonecznych wzdłuż niektórych zelektryfikowanych odcinków. kolej żelazna. Zasilane energią słoneczną tunele dostarczają energię pędzącym pociągom, nawet z dużą prędkością. Takie instalacje słoneczne są w stanie wyprodukować tysiące megawatogodzin energii elektrycznej. Podobny tunel słoneczny o długości 3,4 km z powodzeniem działa na przykład między Paryżem a Amsterdamem.

Same pociągi są również wyposażone w panele słoneczne. Uderzającym przykładem jest lokomotywa w Indiach zwana „Królową Himalajów” między stacjami Kalka i Shimla. Ten pociąg jest wyposażony w panele słoneczne o mocy 100 W, dzięki czemu może podróżować na jednym ładowaniu przez około dwa dni.

Do niedawna łodzie słoneczne były ograniczone do rzek i kanałów, ale w 2007 roku łódź słoneczna Sun 21 odbyła swój pierwszy eksperymentalny rejs dalekiego zasięgu. Ocean Atlantycki przepłynęła w zaledwie 29 dni, dzięki czemu trafiła do Księgi Rekordów Guinnessa za dokonanie najszybszej na świecie przeprawy transatlantyckiej, wyłącznie dzięki energii słonecznej. Łódź solarna została wyposażona w panele słoneczne, których energia umożliwiała poruszanie się ze stałą prędkością 10-12 km/h przez całą dobę.

W maju 2012 r. zakończono podróż dookoła świata łodzią solarną Turanor PlanetSolar. Statek solarny o długości 30 metrów i szerokości 15,2 metra opuścił port w Monako we wrześniu 2010 roku. To pierwsze opłynięcie świata w całości zasilane energią słoneczną. Turanor PlanetSolar to największa jednostka pływająca, jaką kiedykolwiek zbudowano.

Pojazdy powietrzne

Inżynierowie na całym świecie pracują nad stworzeniem pojazdów powietrznych wyposażonych w panele słoneczne. Dziś w promieniach słońca transport lotniczy najpowszechniejsze są sterowce słoneczne i hybrydowe.
Szczególnie interesujący jest rozwój bezzałogowych statków powietrznych (UAV). Energia słoneczna mogłaby pozwolić im utrzymać się w powietrzu nawet przez kilka miesięcy. Takie pojazdy powietrzne mogłyby rozwiązywać niektóre zadania podobne do zadań satelitarnych.

Pierwszy udany eksperymentalny 48-godzinny lot dronem słonecznym został zakończony we wrześniu 2007 roku.

W 2010 roku samolot solarny wykonał 26-godzinny lot testowy w Szwajcarii, który rozpoczął się o 7 rano 8 lipca i zakończył o 9 rano następnego dnia. Samolot najpierw wzniósł się na wysokość około 8500 metrów, a wieczorem zszedł na wysokość 1500 metrów, gdzie pozostał przez całą noc. Zaledwie 15 dni później, 23 lipca 2010 r., brytyjska firma zbrojeniowa QinetiQ zorganizowała eksperymentalny lot swojego modelu Zephyr-6 ultralekkiego bezzałogowego statku powietrznego słonecznego. Ten lot był rekordowy - bezzałogowy samolot, ważący 30 kg, spędził ponad dwa tygodnie (336 godzin) w powietrzu, latając po niebie Arizony.

Energia słoneczna dla pojazdów kosmicznych

Energia słoneczna jest często wykorzystywana do zasilania satelitów i statków kosmicznych działających w Układzie Słonecznym, ponieważ może służyć jako źródło energii przez dłuższy czas. długi okres czas bez nadmiaru masy paliwa.

Satelity mają na pokładzie kilka nadajników radiowych, które muszą pracować w trybie ciągłym. Energia słoneczna zwykle nie jest wykorzystywana do regulacji pozycji satelity, natomiast służy do podtrzymania procesu zasilania paliwem.

© Siergiej Volter 2013
Jakiekolwiek kopiowanie, przedruk i rozpowszechnianie materiałów artykułu bez zgody właściciela praw autorskich jest zabronione i karalne. Naruszenie praw autorskich będzie rozpatrywane zgodnie z art. 52 Ustawy Ukrainy „O prawie autorskim i prawach pokrewnych”, art. 176 Kodeksu karnego Ukrainy, art. 432 Kodeks cywilny Ukraina, artykuły 51-2 Kodeksu Ukrainy o wykroczeniach administracyjnych.

Pogarszająca się z roku na rok ekologia naszej planety i postęp techniczny, który nie stoi w miejscu, posłużyły jako potężne katalizatory rozwoju i produkcji takiego ekologicznego środka transportu, jak samochód zasilany energią słoneczną.

Działanie pojazdów z bateriami słonecznymi do ładowania akumulatorów samochodowych opiera się na gromadzeniu naturalnej energii słonecznej i przekształcaniu jej w energię elektryczną, która zasila silnik elektryczny napędzający pojazdy.

Istotą przemiany jest wykorzystanie przewodności „p-n”, wytwarzanej przez baterie słoneczne w ogniwach utworzonych z dwóch warstw krzemu, podczas produkcji których dodaje się do nich różne substancje.

Diagram pomoże bardziej szczegółowo zrozumieć istotę transformacji:

Fosfor jest dodawany do warstwy „n” na wierzchu podczas procesu produkcyjnego, a bor do warstwy „p” (dolnej). Tak więc na granicy dwóch warstw „ złącze p-n”, który określa przewodność „p-n” fotokomórek tworzących baterię słoneczną.

Promienie słoneczne, działając na pierwszą warstwę, formują się w cząstki ujemne - wolne elektrony i dodatnie, tzw. „dziury” w dolnej warstwie.

Między nimi pojawia się pole elektryczne, co prowadzi do pojawienia się różnicy potencjałów.

Po podłączeniu do dwóch warstw obciążenia w obwodzie pojawi się prąd. Cząsteczki ze znakiem minus mają tendencję do wznoszenia się, a te ze znakiem „+” kierują się w dół.

Jeśli jako obciążenie zostanie wzięty silnik elektryczny, a urządzenia elektroniczne zostaną dodatkowo zainstalowane, w różne tryby zapewniając wymagany tryb pracy, a także określoną liczbę podłączonych akumulatorów, obwód może służyć jako napęd, który służy również do wprawienia maszyny w ruch.

Taki pojazd będzie nazywany samochodem zasilanym energią słoneczną. Został wynaleziony w XX wieku.

Trochę historii

Samochody zasilane energią słoneczną swój wygląd zawdzięczają Amerykanom. Ale ze względu na fakt, że w tamtym czasie nie było odpowiednich technologii do kolekcjonowania kompaktowe wymiary słoneczny potężne projekty, masowa produkcja pojazdów solarnych nigdy nie została rozpoczęta.

Produkowano tylko akumulatory o niskim zużyciu energii. Dlatego ta gałąź przemysłu motoryzacyjnego nie znajdowała wówczas rozwoju. Do samochodów wykorzystujących energię słoneczną powrócili dopiero w latach dziewięćdziesiątych.

Do tego czasu pojawiła się okazja, która umożliwiła podbicie Wydajność samochodu na bateriach słonecznych. Zwiększyła się również ilość energii elektrycznej generowanej przez panele. Baterie nowej generacji umożliwiły stworzenie i przeniesienie wymaganej rezerwy energii podczas przemieszczania się na znaczną odległość.

Pojawiają się również nowe materiały stosowane do produkcji karoserii, nowoczesne systemy przekładnie i rodzaje silników elektrycznych. Wszystko to miało również pozytywny wpływ na rozwój branży.

Dziś wysokowytrzymałe i bardzo lekkie tworzywo sztuczne jest wykorzystywane do produkcji elementów karoserii, do przekładni - części charakteryzujących się minimalną wartością oporów toczenia oraz silników bezszczotkowych zawierających magnesy ziem rzadkich do biegunów.

Koło silnikowe było również innowacyjnym wynalazkiem. W tym przypadku silnik elektryczny jest wyposażony w każdy kierownica, co zwiększa wydajność mechanizmu transmisji.

Panele słoneczne stały się elastyczne. Nie mogło to nie doprowadzić do wzrostu mocy, ponieważ stało się możliwe zamontowanie ich na dowolnej części ciała, zwiększając w ten sposób obszar zdolny do gromadzenia energii.

Modele samochodów na energię słoneczną

Praktycznie brak lidera firma samochodowa, co nie doprowadziłoby do rozwoju pojazdów zasilanych bateriami słonecznymi.

Do najbardziej znanych należy samochód Ecletic opracowany przez francuską firmę Venturi.

Charakterystyka

• Elektrownia dużej mocy - 22 KM;
• Dystans pokonany bez ładowania - 50 km;
• Dopuszczalna prędkość - 50 km / h.

Zapasowym źródłem zasilania modelu jest zainstalowany na dachu generator wiatrowy. Deweloper przewidział jednak również drugą możliwość – uzupełnienie energii z przydomowej sieci energetycznej.

Kolejnym projektem francuskich inżynierów Venturiego jest model Astrolab.

Opcje

rezerwa mocy model produkcyjny prawie dwukrotnie wyższy niż poprzedni. Moc wynosi 16 kW, prędkość jest ograniczona do 120 km / h.

Dzięki zastosowaniu tworzywa sztucznego do produkcji obudowy, waga modelu to zaledwie 300 kilogramów. Ma zainstalowany panel słoneczny na dachu samochodu.

Holenderski pomysł o nazwie „Stella” wygląda futurystycznie, który został opracowany przez pracowników Uniwersytetu w Eindhoen. Ten samochód rodzinny, wyposażony w baterię słoneczną o dużej mocy i posiadający ekran dotykowy. Jego korpus ma wiele aluminiowych części wykonanych z karbonu.

Energii, jaką generuje samochód korzystający z paneli słonecznych, jest nawet więcej niż potrzeba do naładowania akumulatorów, których pojemność jest dość duża, więc zasięg sięga 600 km.

Specjaliści z Green GT (Szwajcaria) również przyczynili się do rozwoju branży motoryzacyjnej, a konkretnie samochodów z panelami słonecznymi.

Stworzyli samochód „Solar World GT”, który ma moc do 400 KM.

Silnik i akumulator pojemnościowy pozwalają rozpędzić się do 275 km/h, rozpędzając się do setek w zaledwie 4 sekundy.

Krajowe samochody słoneczne są również z powodzeniem rozwijane w Rosji, a dokładniej w Petersburgu.

Do budowy karoserii samochodu zasilanego energią słoneczną zastosowano lekki kompozyt, dzięki czemu waga to zaledwie 200 kilogramów. Kształtem przypomina katamaran. Przewidywana prędkość to 150 km/h.

I oczywiście Japonia nie mogła się obejść bez, która stworzyła auto-ombile, które wygrało coroczny wyścig w Australii w 2011 roku. Nazywała się „Tokai Challenger 2” i zaskakuje na wiele sposobów:

• kształt i masa kadłuba z CFK nieprzekraczająca 140 kg;
• Rozwinięta prędkość - 160 km / h.

Cena

Ponieważ samochody słoneczne są nadal towarami jednostkowymi, ich kosztu nie można nazwać niskim. Chociaż samochody nie są uruchamiane, niewiele wiadomo o ich charakterystyce. Producenci samochodów nie spieszą się z ujawnianiem tajemnic.

O tych samych modelach, które zostały już wprowadzone do serii, jest więcej danych. Znana jest więc cena francuskiego Astrolaba, która wynosi około 92 tysięcy euro.

plusy

Niezaprzeczalnymi zaletami samochodów solarnych są:

• Przyjazność dla środowiska;
• Niska waga;
• Mały rozmiar;
• Rentowność;
• Nieograniczona energia słoneczna;
• Brak konieczności rozbudowy infrastruktury (nie są potrzebne stacje paliw i ładowania);
• Długa żywotność;
• Tania energia;
• Duże panele zasobów.

Minusy

Wady nie pozwalają szeroko opisywanym samochodom wejść do codziennego życia.

Są zgodne z korzyściami:

• produkcja jednostkowa i innowacyjne technologie, znacznie zwiększając cenę;
• niższa niż w przypadku samochodu z silnikiem spalinowym prędkość i odległość przebyta bez doładowania;
• brak obsługi samochodowej w tym segmencie transportu.

Jednak nowy kierunek, tj. stworzenie pojazdów solarnych jest w stanie w niedalekiej przyszłości wyprzeć z rynku samochody z silnikami spalinowymi.

Ponadto koncerny finansują rozwój pojazdów solarnych, tworzonych przez małe biura i zespoły.

Ważny: Produkcja masowa pojazdy słoneczne osiągną niespotykane dotąd rozmiary, gdy tylko sprawność paneli osiągnie 50%.

Dziś nawet przez Internet nie będzie problemu z zakupem pojemnościowej baterii słonecznej do samochodu.

Wideo: Samochody napędzane energią słoneczną startują