Авто на солнечных батареях. Автомобили на солнечных батареях: экологичное будущее транспорта

От редактора

50 километров в солнечный день могут выглядеть не очень впечатляюще, но на самом деле у Prius собственный запас хода от батареи обычно еще меньше и ограничен 20–40 километрами. Кроме того, не стоит забывать, что подавляющему большинству людей для ежедневных поездок и не требуется запас хода больше пары-тройки десятков километров.

Стоит отметить, что о планах по коммерческому применению выбранных панелей пока ничего не сообщается, но построенный прототип будет испытываться в префектуре Айти и других районах Токио. Испытания, проводящиеся совместно с NEDO и Sharp, направлены на оценку эффективности солнечных батарей на гибриде.

Есть и другие компании, двигающиеся в том же направлении. Недавно голландская компания Lightyear начала принимать заказы на электромобиль One, который сможет на одном заряде аккумуляторов преодолевать до 725 километров. Отличительная особенность мелкосерийного автомобиля — солнечные панели, благодаря которым машина способна пополнять заряд аккумуляторов до 33 километров в солнечный день.

Николай Воронцов

Автомобиль на солнечных батареях: устремленность в будущее

Весь мир переживает топливный кризис: запасы нефти тают с каждым днем, а количество ее потребления, наоборот, растет. На мир надвигается экологическая катастрофа: каждый день в окружающую среду автомобили выбрасывают огромное количество выхлопных газов. Решить все эти проблемы ученые пытаются одной очень интересной, а главное полезной разработкой – автомобилем, работающим на солнечных батареях. И это не научная фантастика, а вполне реальная идея, которая успешно воплощается в жизнь уже многие годы.

Об авто, работающих на солнечной энергии, было известно еще в 1982 году. Изобретатель Ханс Толструп пересек на таком автомобиле Австралию, вот только его скорость составляла всего 20 км/ч. А уже через 14 лет скорость солнцемобилей выросла до 135 км/ч. Именно такую цифру показывал спидометр «солнечной» автомашины «Dream», победившей в IV Международном ралли. Согласитесь, отличный показатель для автомобиля, который работает исключительно от солнечного излучения, вот только обошлась эта «Мечта» в 2 млн. долларов.

Развитие в области «солнечных» электромобилей

Электромобиль на солнечных батареях, как понятно из названия, использует для своей работы энергию солнечного излучения. Одним из главных звеньев, участвующих в этом процессе, являются фотопреобразователи, они то и отвечают за накопление солнечной энергии. Таким образом, подобный автомобиль из врага окружающей среды превращается в ее союзника, ведь в качестве источника энергии выступает экологически чистый солнечный свет.

Конечно, говорить о повсеместном использовании «солнечных» электромобилей пока еще рано. Главной проблемой, которую еще предстоит решить, остается низкий КПД используемых фотоэлементов. На сегодняшний день этот показатель составляет 12%. Для того, чтобы сделать солнцемобили более доступными необходимо:

1. Снизить стоимость фотопреобразователей в разы.
2. Увеличить полезную отдачу минимум до 40%.
3. Уменьшить вес автомобиля, что позволит сократить количество потребляемой энергии.

Но прогресс не стоит на месте, и ученые каждый день трудятся над новыми разработками для солнцемобилей. В первую очередь, усовершенствования коснулись двигателя на солнечных батареях. Так в последних моделях «солнечных» авто используют легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока, КПД которых составляет 98%. Применяют и низкооборотные двигатели, которые встраивают непосредственно в ведущие колеса, что предотвращает потерю энергии при трансмиссии.

Новые разработки коснулись и колес. Теперь для солнцемобилей используют шины, обладающие минимальным коэффициентом сопротивления качению. Лидером по производству таких шин считают фирму Michelin. Помимо прочего энергию солнечных батарей используют для питания радио, навигатора, кондиционера и других устройств автомобиля, служащих для комфортного и безопасного управления транспортным средством.

Совершенствования коснулись и внешнего вида «солнечного авто» . Ведь с первого взгляда даже не сразу поймешь, что перед тобой находится обычный автомобиль. Но объясняется это не фантазией дизайнеров, которые разрабатывают автомобиль на солнечных батареях, а необходимостью. Ведь для того, что такое авто могло проехать несколько десятков километров, потребуется немалое количество энергии, обеспечить которую может только солнечная батарея большой площади. Вот и получается, что солнцемобили выглядят не как обычное транспортное средство, а как космический корабль из какого-нибудь фантастического боевика. Так что если вы любите все креативное, то солнцемобиль обязательно придется вам по вкусу.

Самые запоминающиеся представители класса солнцемобилей

Ecletic

Авто Ecletic на солнечных батареях, является одной из разработок французской компании Venturi. Отличительная черта этого автомобиля – мощность в 22 л.с. Стоит отметить, что у большинства солнцемобилей этот показатель не превышает 1 л.с. при площади солнечной батареи 2 кв.метра. Работает Ecletic исключительно без использования топлива.

К примеру, без подзарядки такой автомобиль сможет проехать 50 км при средней скорости 50 км/ч. Помимо солнечной энергии Ecletic может использовать энергию ветра, ее хватит всего на 15 км. А вот при пасмурной погоде зарядить автомобиль можно и от обычной розетки, понадобится всего 5 часов.

Astrolab

Производство автомобиля на солнечных батареях Astrolab также принадлежит компании Venturi. Эта модель получилась более совершенной, чем Ecletic. Ее максимальная скорость равняется 120 км/ч, а проехать она может до 110 км. Площадь фотогальванических элементов составила 3,6 кв.метра. Да и цена автомобиля тоже не «подкачала» — 92 тысячи евро, именно столько вам придется заплатить за это чудо современного автомобилестроения.

Столь высоких технических характеристик разработчикам удалось достичь благодаря форме автомобиля. Спроектирован он наподобие болидов, участвующих в Формуле 1. А в качестве дополнительной защиты используется сверхлегкий карбоновый монокок. Дизайнером Astrolab выступил известный Саша Лакик, сравнивший новую модель с крылом, поставленным на колеса.

Solar World GT

Разработка электромобиля, работающего на солнечных батареях, Solar World GT пока еще не закончена. По данным швейцарской компании Green GT электрический суперкар будет обладать следующими техническими характеристиками:

• разгон до 100 км всего за 4 секунды;
• максимальная скорость составит 275 км/ч;
• мощность электрической силовой установки дойдет до 350-400 л. с.

Но все эти цифры пока только в планах, а как все будет на самом деле, узнаем лишь после того, как Solar World GT будет представлен широкой общественности.

Устанавливаем солнечную батарею на свой автомобиль

Если вы хотите приобщиться к солнечной энергетике, но пока не можете себе позволить настоящий солнцемобиль, можете воспользоваться идей, которая с каждым днем упрочняет свои позиции – это установка солнечной батареи на крышу автомобиля. Причем пользуются ею не только мастера-умельцы, но и гиганты мирового автомобилестроения, такие как Toyota, BMW и другие. Конечно, накопленной энергии вам не хватит, чтобы свободно передвигаться по городу, но обеспечить с помощью солнечной энергии работу навигационной системы или кондиционера вы вполне сможете.

Еще несколько лет назад компания Toyota сообщала об установке солнечных батарей на «топовую» версию гибридного автомобиля модели Prius. Вот только наличие одной этой опции спровоцировало резкий рост стоимости этого автомобиля. Все-таки фотоэлементы дорожают с каждым днем, да и сам процесс сохранения накопленной энергии достаточно сложный. Не меньшей популярностью пользуется и Mercedes Benz LKS 2012, на крышу которого разработчики также установили солнечную батарею.

Автомобильная солнечная батарея предназначена для поддержания питания устройств, потребляющих электроэнергию, а также для сохранения заряда аккумулятора при длительной стоянке. Мощность таких батарей колеблется от 40 до 70 Вт. Помимо батареи вам понадобиться специальный контроллер. Он необходим для регулировки заряда и разряда, так как при изменении погодных условий, а также смене дня и ночи могут наблюдаться различные режимы работы используемых фотоэлементов.

Гонки Дарвин – Аделаида – проверка возможностей солнцемобилей

 Если вы хоть немного знакомы с автомобилями, работающими на солнечной энергии, то вы непременно слышали о самых известных гонках, которые каждые 2 года проводят в Австралии. В них участвуют только автомобили, которые используют солнечную энергию. Начало им положил Ханс Толструп, о котором мы вам рассказывали еще в начале статьи. Гонки Дарвин – Аделаида подталкивают всех активистов, кому не безразлична судьба нашей экологии, к разработке новых усовершенствований для солнцемобилей.
Ко всем участникам организаторы гонок предъявляют достаточно жесткие требования:

1. емкость используемых аккумуляторов не должна превышать 5 кВт/ч;
2. движение по трассе строго по графику с 8 утра до 5 вечера.
3. водитель не должен весить меньше 80 кг, иначе к электромобилю крепится дополнительный балласт;
4. команда должна состоять из 2-4 водителей.

В  гонках участвовало 37 команд, но лишь 7 из них смогли пройти дистанцию до конца. Первой на финиш пришла машина на солнечных батареях японской команды. На втором месте оказались голландцы, а на третьем – американцы. Победителю гонки Tokai Challenger 2 (рис. Tokai Challenger 2) понадобилось 32 часа 45 минут, чтобы преодолеть гоночную трассу. Средняя скорость солнцемобиля составила 91,5 км/ч, а максимальная – 160 км/ч. Как мы видим, прогресс на лицо.

В 2013 году победу одержали студенты технического университета Эйндховена из Нидерландов. Их четырехместный автомобиль на солнечных батареях под названием Stella развивает скорость до 110 км/ч, а накопленной силиконовыми панелями солнечной энергии хватает на 600 километров, при условии отсутствия солнечного света. Весит Stella 380 кг при длине 4,5 метра и ширине 1,65 метра. Конструкция солнцемобиля изготовлена из алюминия и углеволокна.

Автомобили на солнечной энергии медленно, но верно входят в нашу жизнь. Пройдет несколько десятков лет, и солнцемобиль перестанет быть чем-то далеким и недоступным. Из уникальной разработки он превратится в массовое средство передвижения. И пусть сегодня многие относятся к «солнечному» автомобилю как к фантастической игрушке для богатых, обязательно придет время, и все переменится. Ведь как показывает история, многие из тех вещей, которые вызывали у людей непонимание и настороженность, сегодня стали для нас неотъемлемой частью нашей жизни.

Статью подготовила Абдуллина Регина

В следующем видео — еще один пример автомобиля на солнечных батареях:

Lightyear One — электромобиль на солнечных батареях с запасом хода 725 км

«Солнечный» электрокар можно будет заряжать как от розетки, так и непосредственно на дороге энергией Солнца. Разработчики обещают высокую эффективность и внушительный пробег. Эксперты настроены скептически.

358

Нидерландский стартап Lightyear представил пятиместный «солнечный» электромобиль Lightyear One. Его отличительная особенность — встроенные в крышу и капот панели, которые напрямую питают аккумулятор.В компании утверждают, что за час Lightyear One вырабатывает мощность, достаточную для поездки на 12 км. А в течение года генерируется энергию, эквивалентная 20 000 км.

В отличие от человека фотопанелей, солнечных элементов Lightyear One независимо друг от друга, так что вырабатывают энергию, даже если машина частично находится в тени. Это увеличивает КПД системы на 20%, отмечает Electrek. Помимо зарядки непосредственно от Солнца, батареи электромобиля можно пополнить более традиционным способом — от электросети.Но благодаря фотопанелям этот процесс будет занимать намного меньше времени.

Корпус из легких материалов и аэродинамическая форма усиления Lightyear Одна высокая эффективность. Представители компании не разглашают емкость аккумулятора, утверждают, что за счет подпитки от Солнца автомобиль может проехать 725 км на одном заряде.

Ожидается, что поставки Lightyear One начнутся в начале 2021 года. Варианты электромобиля уже можно оформить на сайте компании.Стоимость модели составляет 170 000 долларов.

Впрочем, некоторые террористы к применению Лайтер со скепсисом. Они отмечают, что крыша электромобиля — намного менее удачное место для размещения фотопанелей, чем крыша дома. Поэтому $ 170 000 можно потратить с большей выгодой, купив недорогой электромобиль и оснастив дом солнечной батареей.

Пока автомобили на солнечных батареях не получили широкого распространения, наличие доступной инфраструктуры для зарядки остается насущной проблемой.Чтобы решить ее, компания Volkswagen построить в Европе 36 000 зарядных станций.

Facebook35Вконтакте8WhatsAppTelegram

Солнечная машина — Солнечная машина

Солнечный автомобиль используется для наземного транспорта. Солнечные автомобили обычно работают только на солнечной энергии, хотя некоторые модели используют эту мощность с помощью, или используют солнечные панели для подзарядки аккумуляторов или запускают вспомогательные системы для автомобиля, который в основном использует энергию аккумулятора.

Солнечные автомобили сочетают в себе технологии, обычно используемые в аэрокосмической, велосипедной, альтернативной энергетике и автомобилестроении. Конструкция транспортных средств на солнечных батареях сильно ограничена энергии, потребляемой автомобилем. Большинство солнечных машин было построено для гонок на солнечных батареях. Некоторые прототипы были разработаны для общественного использования, и ожидается, что электромобиль Lightyear One на солнечной батарее появится в продаже с 2021 года; в настоящее время в продаже автомобилей, работающих от солнца.

Солнечные автомобили зависят от солнечной батареи, которая использует фотоэлектрические элементы (фотоэлементы) для преобразования солнечного света в электричество. В отличие от солнечной тепловой энергии, которая преобразует солнечную энергию в тепло, фотоэлементы напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Когда солнечный свет (фотоны) попадает в фотоэлектрические элементы, они возбуждают электроны и позволяют им течь, создавая электрический ток. Фотоэлементы изготовлены из полупроводниковых материалов, таких как кремний и сплавы индия, галлия и азота.Кристаллический наиболее распространенный инструмент и коэффициент полезного действия 15-20%.

История

Первой изобретенной моделью автомобиля на солнечных батареях стал крошечный 15-дюймовый автомобиль, созданный совместно с General Motors Уильямом Г. Коббом. Назначившей Sunmobile, он показал его в 1955 году на съезде в Чикаго, Powerama. Он состоял из 12 селеновых фотоэлементов и небольшого электродвигателя.

Солнечная батарея

Солнечная батарея состоит из сотен солнечных элементов, преобразующих солнечный свет в электричество.Чтобы создать массив, ячейки PV объединяются, чтобы сформировать модули, которые помещаются вместе, чтобы сформировать массив. Используемые массивы большего размера могут более 2 киловатт (2,6 л.с.).

Солнечную батарею можно установить шестью способами:

• горизонтальный . Это распространенное обеспечивает максимальную общую мощность в течение большей части дня в самых низких широтах летом в более высоких широтах и ​​мало использует с ветром.Горизонтальные массивы могут быть интегрированными или иметь форму свободного навеса.
• вертикальный . Такое расположение иногда используется в отдельно стоящих или интегрированных системах ветра. Полезная солнечная энергия ограничена утром, вечером или зимой и когда автомобиль указывает в правильном направлении.
• регулируемый . Свободные солнечные батареи можно наклонять вокруг оси движения, чтобы увеличить мощность, когда солнце находится низко и далеко в сторону.В качестве альтернативы можно наклонить весь автомобиль на стоянке. Двухосная регулировка встречается только на морских транспортных средствах, где аэродинамическое сопротивление имеет меньшее значение, чем на дорожных транспортных средствах.
• интегрированный . Некоторые автомобили покрывают все доступные поверхности солнечными батареями. Некоторые ячейки будут под оптимальным углом, тогда как другие будут закрашены.
• трейлер . Солнечные прицепы особенно полезны для использования средств с низкой устойчивостью, например, велосипедов.Некоторые прицепы также включают в себя аккумуляторные батареи, а другие — также приводной двигатель.
• удаленный . Установив батарею в стационарном месте вместо транспортных средств, можно максимизировать мощность и минимизировать сопротивление. Однако виртуальное сетевое соединение влечет за собой больше электрических потерь, чем с настоящими солнечными транспортными средствами.

Выбор геометрии солнечной батареи включает оптимизацию выходной мощности, аэродинамического сопротивления и массы транспортных средств, а также практические соображения.Например, свободный горизонтальный навес дает в 2-3 раза большую площадь поверхности транспортных средств со встроенными ячейками, но обеспечивает лучшее охлаждение ячеек и затенение водителей. Также в разработке находятся тонкие гибкие солнечные батареи.

Солнечные батареи на солнечных автомобилях устанавливаются и инкапсулируются совсем не так, как стационарные солнечные батареи. Солнечные батареи на солнечных автомобилях обычно крепятся с помощью двусторонней клейкой ленты прямо на кузове автомобиля.Массивы инкапсулируются тонкими слоями тедлара.

Некоторые солнечные автомобили используют солнечные элементы из арсенида галлия с эффективностью около тридцати процентов. Другие солнечные автомобили используют кремниевые солнечные элементы с эффективностью около двадцати процентов.

Аккумуляторы

Аккумулятор в типичном автомобиле на солнечных батареях, позволяющий автомобилю проехать 250 миль (400 км) без и его автомобиля непрерывно двигаться со скоростью 60 миль в час (97 км / ч).

Двигатели

Двигатели, используемые в автомобилех на солнечных батареях, обычно вырабатывают около 2 или 3 лошадиных сил, но экспериментальные легкие автомобили на солнечных батареях могут увеличить ту же скорость, что и типичный семейный автомобиль (100 миль в час (160 км / ч)).

Телеметрия

Чтобы автомобиль работал плавно, водитель должен находиться за местными приборами, чтобы определить возможные проблемы. В автомобилях без датчиков почти всегда имеется беспроводная телеметрия, которая позволяет водителю контролировать потребление энергии автомобилем, улавливание солнечной и другие параметры, тем самым позволяя водителю сосредоточиться на вождении.

Гонки

Две гонки на солнечных батареях — это World Solar Challenge и American Solar Challenge, соревнования в стиле наземных ралли, участвуют различные университетские и корпоративные команды.

В World Solar Challenge принимают участие участники со всего мира, которые мчатся, чтобы пересечь австралийский континент на расстоянии 3000 километров (1900 миль). Неуклонно увеличиваются скорости машин. Так, например, высокие скорости участников гонки 2005 года приводят к тому, что правила для солнечных автомобилей были поведением, начиная с гонки 2007 года и 2014 года.

В соревнованиях American Solar Challenge, ранее известных как «North American Solar Challenge» и «Sunrayce USA», участвуют в основном студенческие команды, участвующие в гонках с определенными временными интервалами в США и Канаде. Эта гонка также изменила правила последней гонки из-за того, что команды достигли ограничений скорости. Самый последний American Solar Challenge проходил с 6 по 22 июля 2018 года из Омахи, Небраска, в Бенд, Орегон. Конкурс Dell-Winston School Solar Car Challenge — это ежегодная гонка на солнечных батареях для старшеклассников.Событие привлекает команды со всего мира, но в основном из американских средних школ. Впервые гонка была проведена в 1995 году. Каждое мероприятие является конечным продуктом двухлетнего образовательного цикла, начатого командой Winston Solar Car Team. В нечетные годы гонка представляет собой дорожную трассу, которая начинается у Dell Diamond в Раунд-Роке, штат Техас; окончание курса меняется из года в год. В четные годы гонка представляет собой гонку на треке по трассе Texas Motor Speedway. Dell спонсирует это мероприятие с 2002 года.

Южной Африки Solar Challenge — два раза в год две недели гонки на солнечных батареях автомобилей по всей длине в Южной Африке. Команды должны построить свои собственные автомобили, спроектировать собственные инженерные системы и мчаться на машинех по самой сложной местности, которую когда-либо использовали солнечные автомобили. Гонка 2008 года доказала, что это событие может заинтересовать публику и что оно имеет международную поддержку со стороны FIA.В конце сентября все участники вылетят из Претории и направятся в Кейптаун по трассе N1, затем поедут вдоль побережья в Дурбан, а через 10 дней поднимутся по откосу на обратном пути к финишу в Претории. В 2008 году мероприятие было одобрено международной федерацией солнечных автомобилей (ISF), Международной автомобильной федерацией (FIA), Всемирным фондом дикой природы (WWF), что сделало его первой гонкой Solar Race, получившей поддержку этих трех организаций.

Есть и другие дистанционные гонки, такие как Suzuka, Phaethon, WGC (WSR / JISFC / WSBR) и World Solar Rally на Тайване. Сузука и WGC — это ежегодная гонка на треке в Японии, а Фаэтон был частью культурной олимпиады в Греции прямо перед Олимпийскими играми 2004 года.

Рекорд скорости

В Книге рекордов Гиннеса установлен рекорд наземной скорости для транспортных средств, работающих только от солнечных батарей. Этот рекорд в настоящее время принадлежит Sky Ace TIGA из Университета Ашия.Рекорд 91,332 км / ч (56,75 миль / ч) был установлен 20 августа 2014 года в аэропорту Симодзисима в Миякодзима, Окинава, Япония. Предыдущий рекорд установил Университет Нового Южного Уэльса с автомобилем Sunswift IV. Его 25-килограммовая (55 фунтов) аккумуляторная батарея была удалена, поэтому автомобиль питался только от солнечных батарей. Рекорд 88,8 км / ч (55,2 миль / ч) был установлен 7 января 2011 года на военно-морской авиабазе HMAS Albatross в Новре, побив рекорд, ранее установленный автомобиль Sunraycer General Motors — 78,3 км / ч ( 48,7 миль / ч). Рекорд установлен на участке полета 500 метров (1600 футов) и является средним индикатором двух пробегов в противоположных направлениях.

Автомобили для общественного пользования

Первый семейный автомобиль на солнечных батареях был построен в 2013 году. Исследователи из Западного резервного университета Кейса также разработали более совершенный автомобиль на солнечных батареях, который может заряжаться благодаря лучшим материалам, используемым в солнечных панелях.

Китайский производитель солнечных батарей Hanergy продолжает продавать солнечные автомобили, оснащенные литий-ионными батареями, потребителям в Китае. Ханерджи утверждает, что пять-шесть часов солнечного света могут использовать тонкопленочные солнечные элементы, позволяющие автомобилю проехать около 80 км (50 миль) только на солнечной энергии. Максимальная дальность составляет около 350 км (217 миль).

В июне 2019 года был анонсирован солнечно-электрический Lightyear One.Капот и крыша автомобиля, спроектированные бывшими инженерами Tesla и Ferrari, состоят из солнечных батарей. Автомобиль также заряжается от обычной электроэнергии, а также от станции быстрой зарядки, и ожидается, что он будет запущен в ограниченное производство в 2021 году по цене около 135 тысяч.

В августе 2019 года Aptera Motors объявила о начале кампании по финансированию эффективного энергоблока «Never Charge» Ev, Aptera, работающего на солнечной энергии, с радиусом действия до 1000 миль.Эта кампания по финансированию была успешной, и прототип Aptera был показан, и электромобиль был запущен 4 декабря 2020 года, поставлена ​​потребителям запланирована на 4 квартал 2021 года.

В июле 2020 года немецкий производитель автомобилей Audi подписал меморандум о взаимопонимании с израильским стартапом Apollo-Power по плану разработки по внедрению запатентованных компанией легких гибких панелей в детали автомобилей. Программа Apollo-Power состоит в том, чтобы превратить каждую машину в солнечную.

Смотрите также

Рекомендации

внешние ссылки

Устройство автомобиля на солнечных батареях

Автомобили, работающие на солнечной энергии, все еще находятся в стадии разработки, поэтому они отличаются от друга по внешнему виду, конструкция и основные параметры. Но все эти автомобили, как и те, которые показаны в этой статье, имеют основные общие закономерности. Главная — это наличие солнечных собирающих панелей, которые поглощают солнечный свет и преобразуют его в электричество.В большинстве моделей это электричество накапливается в аккумуляторах, откуда оно поступает в электродвигатель, а тот вращает колеса.

Конструкторы стремятся сделать солнечные автомобили такими, чтобы они могли большей эффективностью использовать свои запасы энергии. Таким образом, увеличивают сопротивление ветра. Теоретически солнечный автомобиль работать бесконечно долго, ведь ему не требуется иного топлива, кроме солнечного света.К тому же он не производит никаких украшений, то есть не портит природу. Однако у него есть большой недостаток: автомобиль не может двигаться ночью и при сплошной облачности. Сейчас специалисты работают над тем, чтобы преодолеть препятствие.

Схема устройства автомобиля на солнечных батареях

Электричество, получаемое в панелях солнечных коллекторов, передается по проводам в накопительную батарею, то есть в аккумулятор. Аккумулятор питает электродвигатель, который вращает колесный вал и колеса.Специальная система механической передачи, имеющая 12 скоростей, позволяет эффективно использовать энергию в разных дорожных условиях.

Солнечная батарея

Каждый солнечный элемент состоит из двух слоев кремния: Р-типа, то есть позитивный или положительный, и N-типа, то есть негативный или отрицательный. Когда свет попадает на такой элемент, он освобождает электроны вое Р-типа, которые сами переходят в слой N-типа. Двигатель солнечного автомобиля пользуется запасами этого тока.

Автомобиль «Южный Крест»

Автомобиль «Южный Крест» имеет наклоняемую солнечную панель

Японский «Саузен кросс» имеет длину около 20 футов, весит 620 фунтов и двигается по ровной поверхности со скоростью до 25 миль в час. А так же он оснащен подвижной солнечной панелью.

Подвижная солнечная панель

солнечные коллекторы поглощали наибольшее количество света, панель может наклоняться (справа по направлению к солнцу — даже во время движения автомобиля.

Коллекторная солнечная панель обтекаемой формы

Автомобиль «Солар флер» (Solar flare), построенный в Калифорнийском университете, участвовал в автомобильной гонке «World Solar» — «Мир солнца» 1990 года. Тогда он прошел по необжитым районам Австралийского материка 1800 миль и занял в гонке 11-е место. Автомобиль имеет в длину двадцать футов и 9200 солнечных элементов толщиной меньше визитной карточки. Корпус автомобиля сделан из эпоксидной смолы, армированной углеродом.На борту находится серебряно-цинковая аккумуляторная батарея. Одного ее заряда — без дополнительной солнечной подпитки — хватает на 125 миль пути.

Гонка по Австралии не обошлась без трудностей. Часто ломалась цепная передача, которая использовалась для привода заднего колеса, — как в мотоцикле. И часто прокалывались колеса. Непредвиденные остановки снижали среднюю скорость. Во время той гонки она оказалась равной 27 милям в час вместо предполагавшихся 42 миль в час. После технической доработки «Solar flare» приняла участие в двух автогонках по Соединенным Штатам в 1991 году и победил в них.

Автомобили на солнечных батареях

Автомобили на солнечных батареях, как мы видим из самого названия, это автомобили для передвижения используют солнечную энергию.

Данный тип автомобилей появился не вчера и даже не позавчера, как думают многие. Первый автомобиль на солнечных батареях представлен на показ еще в 1955 году.

Он был не большого размера и передвигался без водителя, с помощью дистанционного управления.

Принцип работы

Принцип работы такого автомобиля, не смотря на его фантастическое название, довольно прост.

Солнечные батареи, преобразовывая энергию солнечного света в электрическую энергию, заряжают аккумуляторные батареи. Те, в свою очередь, с помощью электродвигателя приводят в движение колеса автомобиля.

Ночью автомобили на солнечных батареях передвигаются за счет батарей, а днем ​​за счет энергии солнца.

Первые испытания

Первое серьезное испытание автомобиль на солнечных батареях получил в 1982 году, когда инженер-изобретатель Ханс Толструп на своем детще «Тихий Успешный» проехал поперек Австралию, при этой средней скорости его солнцемобиля была 20 км / ч.

С тех пор на автомобили на солнечные батареях обратили серьезное внимание и другие инженеры энтузиасты, которые начали создавать еще более совершенные модели.

И как, в 1996 году в ходе четвертой международной ралли автомобилей на солнечных батареях (первая была проведена в 1987 году), солнцемобиль «Dream» развил скорость в 90 км / час, на некоторых хороших участках пути его скорость достигла 135 км / час. Расстояние, которое преодолел данный солнцемобиль, 3000 км.

Хочется отметить, что такие соревнования между автомобилями работающие от энергии солнца в проходят каждый год. Участок пути в те же 3000 км проходит между городами Дарвин и Аделаиды.

В среднем данные соревнования занимают около одной недели, когда автомобили на солнечных батареях не только удивляют своим интересным дизайном, но и все лучшими эксплуатационными качествами.

Весовые и высокие технологии

Следует понимать, что чем легче такой автомобиль, чем совершение у него солнечные батареи, аккумуляторы и электродвигатель, тем лучше его технические характеристики.

Поэтому современные автомобили на солнечных батареях это высокотехнологические устройства, которые внедряют все последние достижения науки в области физики, химии, механики и других наук.

Поэтому не зря к соревнованиям, которые ежегодно в Австралии все чаще привлекают различные студенческие группы из разных научных заведений мира.

. Так как это происходит, пока нет смысла, очень внимательно следят за развитием данной ветки автомобилестроения, но так, как это происходит в промышленных масштабах, выпускают автомобили на солнечных батареях, так как в этом нет смысла. понимая, что за этим будущее.

Не удивительно, что место проведения таких соревнований выбрали Австралию. Ведь там, в году около 300 дней солнечные, а это наиболее благоприятные условия для таких марафонов.

И хотя соревнования в Австралии уже давно превратились в шоу, за которыми следят около 200 миллионов человек в мире, за результаты этих соревнований следят и многие научные центры, включая аэрокосмические направления. Ведь уже давно не секрет, что спутники в космосе питаются от энергии солнца.

Совершенство нет придела, все только начинается

Но все же, как бы не хвалили данные автомобили, они еще очень не совершенны. И проблема лежит не только в наличии ясной погоды.

К сожалению, наука в этой области еще не достигла желаемых результатов. Солнечные батареи на автомобилях еще не совершенные, их КПД в хорошем погоду составляет всего 15%, не говоря уже про пасмурную погоду.Для сравнения, КПД двигателя работающего на бензине равно 45%.

Так же автомобили на солнечную батарею х обладают очень малой мощностью. Обычно это 1 л.с. при общей площади солнечной батареи 2 кв.м.

Максимальная скорость при самых благоприятных условиях 100 км / час, но про перевозку грузов или даже дополнительного пассажира речи даже не идет.

Но не так все плохо, как кажется.

Как мы видим из проводимых в Австралии соревнований, есть люди, которые верят в будущее автомобилей на солнечных батареях, и благодаря новым технологическим прорывам, сбывание их мечты с каждым годом становится все более реалистичней.

К примеру, фирма Вентури, которая находится во Франции, уже разработала проекты двух автомобилей на солнечных батареях, которые уже можно хоть сейчас запускать в серию. Это модели Ecletic и Astrolab.

Модели Ecletic.

Модели Astrolab.

Автомобиль на солнечных батареях Ecletic, к примеру, имеет мощность в 22 л.с., что уже является прорывом у данного типа автомобилей.

Конечно, они еще не полностью совершенны.Работают данные автомобили полностью без топлива, и при скорости в 50 км. час они способны проехать всего лишь 50 км. без подзарядки (то есть в городе только съездить на работу и назад).

Так же их автомобили на солнечных батареях будут эксплуатироваться не только в Австралии, где 300 дней в году солнечные, а в Европе, где количество солнечных дней значительно меньше.

Поэтому для пасмурной погоды, АКБ автомобиля можно в любой момент подзарядить через обычную розетку и ехать дальше.Время зарядки 5 часов.

А если нет под рукой розетки, то в автомобилях предусмотрена возможность использовать ветровую энергию, благодаря которой автомобили могут проехать не более 15 км. При условии, что ветер довольно сильный.

Но автомобиль на солнечных батареях Astrolab ,ился более совершенным, чем Ecletic. Он уже способен проехать 110 км и при этом разгонятся на участках до 120 км / час.

Конечно же, на современном этапе развития автомобилей на солнечных батареях, нельзя на полном серьезе относиться к данному типу автомобилей, как альтернативному средству передвижения, тем более, что стоимость таких автомобилей проводит в пределах 25 тыс.ЕВРО. Скорее всего, это игрушки для богатых, чем автомобили для повседневного использования.

Но наука не стоит на месте, ведь более 100 лет назад первые автомобили, который появился на дорогах, тоже вызвали недоумение и не понимание, а теперь это технологические шедевры, которые без жизни на земле просто бы остановилась.

Кто знает, пройдет еще каких-то лет 50, и без автомобилей на солнечных батареях человечество тоже уже не сможет жить.

Поживем, увидим.

голос

Рейтинг статьи

Трекеры — ориентации солнечных батарей

Эра электромобилей началась с момента зарождения автомобилей, однако широкого распространения они не получили.

Еще 31 августа 1955 года в Чикаго состоялась презентация экспериментальной модели автомобиля на солнечных батареях, сконструированная Уильямом Коббом. Модель была оснащена селеновыми фотоэлементами и двигалась за счет работы одного электромотора.Появление солнцемобиля вызвало настоящий фурор поклонников «зеленых» технологий и казалось бы, в недалеком, недорогие и экологически чистые электромобили будут колесить по дорогам солнечной Калифорнии, как гордо заявляет создатель солнцемобиля. Однако, ни его грандиозным планам, ни чаяниям приверженцев экологичности, достичь успеха в ближайшие годы так и не удалось.

Несмотря на совершенствование технологий солнечных батарей, нелонное возрастание их КПД, более эффективные модели на углеводородном топливе от компаний Ford и Hummer заставят свернуть исследования и на время забыть о солнцемобилях.Тогда, в середине 20 века ни парниковый эффект, ни связанное с ним глобальное потепление, ни истощение запасов топлива не являлись столь актуальной, животрепещущей темой, как в наши дни.

Однако, стремительно ухудшающаяся экология, заставляет автомобильные компании пересмотреть свои взгляды и обратить внимание на альтернативные источники топлива.Автомобили с бензиновым двигателем вполне справедливо называют чумой 20 века, поскольку именно они являются источником шума и загрязнения воздуха. Назревшая необходимость в создании экологически чистых транспортных средств к тому, что один за другим снова стали появляться проекты на солнечных батареях. К этому времени уже было достаточно развито производство кремниевых фотоэлементов и их КПД достиг невиданного момента уровня 15%, что давало возможность солнцемобилям на их основе достаточно приемлемую скорость. Начался настоящий бум строительства солнцемобилей: их создавали независимо друг от друга и энтузиасты, и крупные исследовательские центры для отработки различных технологий, например электродвигателей или аккумуляторов, а также крупные автомобильные компании и университеты. Каждый из вновь созданных экспериментальных моделей был в своем роде уникальным экземпляром, совершенно не похож на своих собратьев. Лишь с течением времени конструкторы пришли к некой унифицированной «тараканьей» форме корпуса: солнцемобили стали широкими и постоянными трехколесными конструкциями.

«Санрейсер» компании «Дженерал моторс» выпуска 1987г. работает на солнечных батареях.

Электромобили давно уже не редкость на улицах современных городов. Однако солнцемобили, полностью работающие от фотоэлектрических преобразователей, все еще встречаются нечасто. Это пока еще дорогой, не доступный широкому потребителю вид транспорта. Высокая стоимость обуславливается как оригинальными техническими решениями, так и новейшими материалами, используемыми при их создании. Так, взрыв солнцемобиль «Мечта» производства японской компании «Хонда» обошелся ей в 2 миллиона долларов.

Как оказалось, деньги не были выброшены на ветер. На состоявшемся в 1996 году трансавстралийском ралли, трассу в 3000 км он прошел со средней скоростью 90 км / ч, на прямом участке достиг рекордной для солнцемобилей скорости 135 км / ч.

Конструирование солнцемобилей и их испытания в гонках приводят к созданию нового технического спорта — «брейнспорта», который по сути представляет скорее всего соревнования интеллектов создателей.Ведь для того, чтобы солнцемобили, обладающие всего 1,5-2 кВт максимальной мощности солнечных батарей и электромотора, могли на равных состязаться с традиционными гоночными автомашинами, требовалось использование самых последних достижений аэродинамики, электро- и гелиотехники, электроники и др. наук, применения легких и надежных конструкционных материалов, высокоэффективных систем, электропривода, специально разработанных для солнцемобилей протекторов для покрышек, обладающих минимальным сопротивлением качению и т. д.

Результатом многолетней конкурентной борьбы разработчиков гоночных солнцемобилей стал минимальный для наземного транспорта коэффициент аэродинамического сопротивления — 0,1, легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов, КПД которых достигла 98%, а также эффективные микропроцессорные системы управления. Новаторская идея, так называемого мотор-колеса, при котором низкооборотные двигатели встраиваются непосредственно в ступицы колес, позволяя в конструкциях солнцемобилей обойтись без трансмиссии, что позволяет приводить до рекордных 96-97%.Подобная конструкция была еще в 1993 году на трех автомобилях — лидерах трансавстралийских гонок. В 1996 году уже 12 таких солнцемобилей приняли участие в австралийской супергонке.

По расчетам специалистов конкурентоспособности солнечного транспорта станет реальностью по достижению КПД серийно выпускаемых фотоэлементов 40-50%. Пока что реальная эффективность фотоэлектрических преобразователей находится в диапазоне 10-12%.

Рекордной средней скорости 102,75 км / час удалось добиться командой голландских гонщиков в 2005 году, затративших на автопробег в 3 тысячи километров всего 29 часов 11 минут.Теоретически их солнцемобиль Нуна 3, изготовленный с использованием новейших космических технологий и весом всего около300 кг, способен разогнаться до 170 км / час, используя лишь солнечную энергию. Приходится, что массовое появление новых эффективных конструкций солнцемобилей в ближайшем не предвидится, хотя элементы уже внедряются в производство. Зависимость фотопреобразования от погоды, также является фактором, сдерживающим широкое распространение солнцемобилей. Более перспективными вариантами транспорта на альтернативных источниках энергии являются гибридные модели, работающие на двух (и более) энергоносителях: фотоэлектрических батареях и водородных топливных ячеек.

Солнечные батареи на обычных автомобилях используются для кондиционирования воздуха в салонах, подзарядки пусковых аккумуляторов на парковках, питания теле- и радиоаппаратуры.

Автомобиль, воплотивший мечту человека о свободе передвижения, должен быть экологически чистым. Во многих передовых странах мира уже приняты программы по экологическому и экономичному транспорту. Только в США по программе PNGV (Партнерство для создания нового поколения транспортных средств — сотрудничество в создании нового поколения транспортных средств) в 1999-2004 гг. Выделено 161 млн долларов на образец чистого с расходом топлива не более 3 л на 100 км пробега .Пока что самым перспективным из предполагаемых транспортных средств на ближайшие десятилетия является электромобиль, источником энергии в котором являются аккумуляторные батареи. Конечно, пока они не сопоставлены с традиционными автомобилями по своим техническим параметрам и имеют лишь ограниченное применение. Относительно «чистое» и, в то же время, конкурентоспособное транспортное средство при нынешнем уровне развития техники возможно создать лишь при наличии в гибридном автомобиле комбинированной энергетической установки, состоящей из двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя и буферного накопителя энергии. Большая экологичность автомобиля обусловлена ​​меньшим расходом углеводородного топлива и работой двигателя внутреннего сгорания в оптимальном режиме. Электромагнитные аккумуляторы классического электромобиля заряжаются энергией от тепловых электростанций, работающих на нефти, угле и газе, что приводит к полной экологической чистоте таких транспортных средств.

Солнцемобиль Venturi Astrolab можно назвать первым серийным солнцем, предназначенным для широкого потребителя, способного выложить за 90 тысяч евро.Мощность асинхронного двигателя с воздушным охлаждением составляет всего 16 кВт, крутящий момент 50 Нм. Вес солнцемобиля — 300 кг, причем 110 кг из них составляет металлогидридных аккумуляторных батарей. Подобный показатель стал возможен благодаря использованию в конструкции легких композитных материалов. Шасси солнцемобиля Venturi Astrolab состоят из углеволокна и снабжены алюминиевыми усилителями спереди и сзади. В настоящее время настольные машины являются обязательным атрибутом гоночных автомобилей, естественных, суперкаров. При полном заряде солнечной батареи общей площадью 3,6 кв. метра и мощностью 600 Вт автономный ход Venturi Astrolab составляет 110 километров, максимальный разгон, шасси ультралегкое углеволоконное и правильную аэродинамику, может достигнуть 120 км / час. В ясную погоду постоянное питание даже при движении солнцемобиля, возможно солнечными батареями, в случае необходимости, недостаток энергии можно заменить из обычной электророзетки.

Средний электромобиль может без подзарядки проезжать около 80 км, что, в общем то, вполне достаточно для рядового потребителя.Если же Вам необходима большая дальность, то неплохим выбором будет модель S электромобиля Tesla, проезжающая почти 500 км на одной зарядке. Подзарядку аккумулятора электромобиля можно провести дома по вечерам либо иметь сменные аккумуляторы, предназначенные для экстренных поездок. Рост доли рынка электромобилей на мировом рынке вызвал необходимость развития и предложения инфраструктуры. Солнечная энергетика постепенно становится частью нашей жизни. Солнечные батареи используют как в самом электромобиле для снижения нагрузки на аккумуляторы, так и на специально созданных для электромобилей, станций зарядки.Такие заправочные станции могут быть как первоклассными, так и полноценными электрозаправочными станциями, зачастую объединенными с парковкой.

АЗС Geotecturas Green. Оригинальный дизайн этой электрозаправочной станции, используемой компанией Geotectura, может служить примером использования пространства. Накладные ветрогенераторы, предназначены для выработки электричества при недостатке солнечной энергии (в пасмурные, ненастные дни либо в часы пикового электропотребления).

Солнечная заправочная станция Evergreen. Электрозаправочная станция во Франкфурте, позволяющая не только зарядить электромобиль, но и заменить разрядившиеся аккумуляторные батареи.

Согласно прогнозам министерства энергетики США количество гибридных и электромобилей в США к 2015 году достигнет 1,2 миллиона, причем 550 тысяч из них будет приходиться на гибридный автомобиль Chevrolet Volt, по праву признанным самым экологичным автомобилем 2011 года. 300 тысяч экземпляров предположительно достигнут продажи Nissan Leaf.Далее в порядке убывания следуют Fisker Karma, Ford Focus EV, Think City и Tesla Model S.

Think City, Chevrolet Volt, Nissan Leaf

Fisker Karma, Ford Focus EV, Tesla Model S

В России, появление электромобилей серийного производства в ближайшем будущем не предвидится.

В марте 2011 года Еврокомиссией была утверждена программа «Единая транспортная зона», основной целью которой было эффективное снижение зависимости транспорта в Евросоюзе от ископаемого топлива, что позволяет снизить токсичные выбросы в мире.Реально воплотить в жизнь этот план возможно, по мнению еврокомиссара Калласса, полностью запретив использование бензиновых и дизельных автомобилей к 2050 году. План рассчитан на поэтапную его использование: сначала будут приняты законы о взимании платы за въезд в крупных городах на углеводородном топливе, к 2030 году количество автомобилей, которым будет разрешено въезжать в крупные населенные пункты, будет лимитировано 50 процентами, а к 2050 году урегулированием полный запрет. Таким образом, создание «единой транспортной зоны» послужит мощным толчком к появлению массовых электромобилей.

Представлен первый в мире электромобиль с запасным ходом 1600 км и солнечными батареями

С наступлением новой энергетической эры на дорогах появляется все больше и больше электромобилей и новые бренды заполняют рынки. Недавно американский стартап по производству автомобилей на новой энергии Aptera выпустил полностью электрический трехколесный автомобиль под названием Aptera 3.

Подробности

Официальный представитель утверждает, что с аккумулятором на 100 кВт · ч запас хода у новинки может достигать 1000 миль (около 1600 километров).

Первый электромобиль Aptera появился еще в 2009 году. Из-за финансового краха в 2011-ом исчезла из поля зрения общественности и новое воскрешение этого бренда удалось на славу.

Автомобиль имеет уникальный трехколесный дизайн с двухместной компоновкой внутри и даже на фоне других необычных электромобилей выглядит он достаточно обособленно.

Уникальная конструкция обеспечивает отличную аэродинамику. Согласно официальному заявлению, коэффициент лобового сопротивления этого автомобиля составляет всего 0,13. Модель с самым низким лобовым сопротивлением среди серийных четырехколесных транспортных средств имеет показатель 0,25.

Стоит отметить, что крыша нового автомобиля также оснащена солнечными зарядными панелями, которые могут увеличить время автономной работы примерно на 64 километра в солнечные дни.Если клиент выберет дополнительные солнечные батареи на капоте и заднем люке, это увеличит время автономной работы еще на 38,8 км.

Что касается мощности, то официальные параметры нового автомобиля пока не разглашаются, но известно, что время разгона от 0 до 100 км / ч у переднеприводной модели составляет 5,5 секунды, а у полноприводной — до 3,5 секунд. Более того, флагманская модель с аккумулятором на 100 кВт / ч весит всего 1000 кг.

Сообщается, что предпродажа нового автомобиля в США уже началась. Модель начального уровня оценена в 25 900 долларов, а самый «заряженный» вариант плюс дополнительное оборудование — более 46 000 долларов

Читайте свежие новости из мира мобильных технологий в Гугл Новости , Facebook и Twitter , а также подписывайтесь на YouTube-канал

Солнечный — Аксессуары для авто