RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Солнцемобиль что такое


Электромобиль на солнечных батареях — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электромобили на солнечных батареях — тип экспериментальных электромобилей, которые передвигаются благодаря энергии солнца. Для питания электродвигателей и подзарядки аккумуляторов использует солнечные батареи. Типичный КПД фотоэлементов составляет до 15-20 %, крупные батареи могут иметь мощность до единиц киловатт. Солнечные электромобили зачастую имеют мощность двигателя в 2-3 лошадиные силы[1].

Ночью солнцемобиль может передвигаться как обычный автомобиль, сжигая топливо (при наличии ДВС) или на аккумуляторах (при наличии), а днём использовать энергию солнца.

В 1982 году изобретатель Ханс Толструп на солнцемобиле «Quiet Achiever» («Тихий рекордсмен») пересёк Австралию с запада на восток со скоростью всего лишь 20 км/ч.

Уже в 1996 году победитель IV Международного ралли солнцемобилей — «Dream» («Мечта») проехал 3000 км между Дарвином и Аделаидой со скоростью почти 90 км/ч, на отдельных участках 135 км/ч[2].

ru.wikipedia.org

Солнцемобили - вдогонку за солнцем

Идея передвижения на транспортных средствах, использующих солнечную энергию, очень заманчива. Ведь такой электромобиль имеет только солнечные батареи, электромотор и аккумулятор для сохранения выработанной электроэнергии. Ломаться практически нечему! Главное препятствие на пути их широкого распространения – отсутствие эффективных солнечных элементов. И хотя в лабораторных условиях удается достичь КПД в 40%, эффективность лучших коммерчески выпускаемых элементов не превышает 22 %. Кроме того, около 90% всех солнечных модулей изготавливаются из кремния, а его производство экологически небезопасно.

Практические конструкции «солнцемобилей»

Внешне все электромобили, питающиеся от солнечных элементов, похожи. Большинство из них выполнены по одной схеме: напоминающий крыло плоский корпус, практически весь покрытый солнечными панелями, каплевидная обтекаемая кабина, три колеса, закрытые обтекателями. Заднее колесо — ведущее, со встроенным в ступицу электромотором. Такая концепция позволяет улучшить аэродинамику и уменьшить вес.

Tokai Challenger 2

Победитель гонок 2011 года World Solar Challenge японский солнцемобиль Tokai Challenger 2 полностью соответствует этой концепции. Он представляет цельную трёхколёсную конструкцию с небольшой кабиной в задней части и плоским кузовом, покрытым фотоэлектрическими панелями. Общая площадь солнечных батарей составляет 6 кв.м. КПД батареи 22%, выходная мощность 1,32 кВт. Излишки энергии запасаются в литий-ионном аккумуляторе мощностью 5 кВт*ч и весом 21 кг. Максимальная скорость солнцемобиля — 160 км/ч, а среднее значение 90 км/ч. При габаритах 4,9*1,59*0,88 масса электромобиля составляет всего 140 кг.

Nuna 7

Солнцемобиль Nuna7, созданный голландской командой Nuon Solar Team, также относится к лучшим достижениям в своем классе. Но он, в отличие от предшественника Nuna 6, имеет четыре колеса, а не три (из-за изменений в правилах проведения соревнований). В гонках World Solar Challenge 2013 Nuna7 стал победителем, показав среднюю скорость 90,71 км/ч. Габаритные размеры: длина 4,5 метра, ширина 1,8 метра, высота 1,12 метра при весе 150 кг. Доводка формы кузова производилась в аэродинамической трубе, в ходе которой удалось снизить сопротивление воздушному потоку на 10 %. Общая площадь солнечных элементов составляет 6 кв.метров. Источником питания служит литий-ионная батарея емкостью 5,3 Квт*ч весом 21 кг.

SolarTaxi

Несколько отличается от общей концепции солнцемобиль SolarTaxi. Он также представляет собой трицикл, собранный на трубчатой раме, обклеенной кузовными панелями. Но, в отличие, от собратьев, он двухместный. Рулевое колесо и педали сделаны передвижными, так что машина может быстро превращаться из лево- в праворульную. А самое главное отличие – в размещении батарей. Так как габариты машинки малы, что не позволяло разместить достаточное количество солнечных элементов, было принято решение разместить солнечную батарею на прицепе. Таким образом, площадь батареи довели до 6 кв. метров, значительно увеличив дальность хода. Вместе с прицепом SolarTaxi весит 750 кг.

Солнечные батареи питают 20-сильный электромотор, который способен разогнать машину до 90 км/ч. Полученная энергия запасается в натрий-никель-хлоридных аккумуляторах. Такие батареи могут заряжаться от бытовой электросети за 30 минут до половины емкости, а на полную зарядку необходимо от 6 до 8 часов. Кроме того, они намного дешевле литий-ионных и легко утилизируются. При скорости 50 км/ч энергии солнечных и аккумуляторных батарей хватит на 350 км пробега. Без прицепа и с одной полностью заряженной АКБ солнцемобиль может проехать до 200 км. Минимальный же пробег на солнечных батареях при езде в солнечную погоду составляет 100 км. Швейцарский энтузиаст солнцемобилей Луи Палмер совершил в 2007 году кругосветное путешествие на SolarTaxi протяженностью 57000 км. За все время пути с автомобилем случились только две поломки.

avtonov.info

Автомобиль на солнечных батареях: принцип действия, преимущества и недостатки

В ХХI веке – в эпоху ускорения развития науки и техники – человечество стоит перед выбором: развитое производство или живая природа. Так или иначе, но деятельность человека наносит вред экосистеме. И научный потенциал всего мира направлен на разработку инновационных экологически чистых технологий. К новейшим изобретениям такого рода относится автомобиль на солнечных батареях, который уже сегодня становится все более популярным в потребительской среде. Современные учёные, работающие в энергетической отрасли, относят «солнцемобиль» к мерам ресурсосбережения. Но обо всём по порядку.

Немного истории

Первый гелиомобиль был сконструирован ещё в 1982 году. Ханс Толструп – создатель агрегата под названием «Тихий рекордсмен» – пересёк на своём детище Австралию с максимальной скоростью 20 км/ч.

Идея автомобиля, питающегося энергией солнца, вызвала одобрение. Гелиомобиль привлёк к себе внимание. За этим последовал ряд попыток сконструировать более мощную и совершенную «солнечную машину».

Спустя 14 лет, скорость авто на солнечных батареях достигла отметки в 90 км/ч. Этот рекорд был поставлен гелиомобилем Dream («Мечта»), который стал победителем IV Международного ралли. На отдельных участках трассы машина разгонялась до скорости 135 км/ч.

Принцип действия, конструкция

Любой автомобиль на солнечных батареях относится к классу электромобилей. Действующий электродвигатель питается от солнечных батарей. Солнце заряжает также и резервные аккумуляторы. Таким образом, для функционирования этой машины используется чистая энергия солнечного излучения, и агрегат не наносит ущерба экосистеме. К слову, от фотопреобразователей питаются также:

Внешний вид такого авто с первого взгляда обескураживает. Дело в том, что для обеспеченья электродвигателей достаточным количеством энергии требуются батареи большой площади, поэтому корпус машины плоский и продолговатый. Это необходимость, в связи с которой машина походит на инопланетный корабль. В противном случае авто не могло бы проехать и десяти километров.

Преимущества

Машины на солнечных батареях готовы похвастаться рядом преимуществ перед обычными авто:

  1. Экологичность. Гелиомобиль не оказывает на экосистему пагубного влияния. Главным недостатком авто, работающих на традиционном топливе, является повышенный выброс СО₂ в атмосферу Земли. Это один из вреднейших парниковых газов. Его избыток в воздухе приводит к необратимой смене климата на планете и образованию дыр в озоновом слое. Автомобиль, работающий на солнечных батареях, не образует вредных выбросов.
  2. Бесплатная доступная энергия. Энергия, черпаемая от солнца, совершенно бесплатна. Гелиомобиль – удачный пример использования этой энергии.
  3. Нет потребности в формировании сети АЗС.
  4. Большой срок службы. Фотоэлементы, которыми оснащены солнцемобили, способны исправно функционировать в течение 25–30 лет.

На некоторые из перечисленных достоинств можно посмотреть двояко. Многие из этих «плюсов» стали причиной невостребованности подобных авто на широком рынке.

Недостатки

Машины, работающие на солнечной энергии, всё ещё не нашли широкого распространения на мировом рынке, т. к. их конструкция несовершенна. К весомым недостаткам относятся следующие:

  1. Низкий КПД. На сегодняшний день КПД солнечных батарей составляет в среднем 15–20%. В связи с этим и мощность двигателей гелиомобилей невысока – всего 2–3 лошадиные силы.
  2. Проблемы с передвижением в ночное время и пасмурную погоду. В тёмное время суток некоторые электромобили на солнечных батареях могут передвигаться за счёт сжигания топлива, но тогда теряется сама концепция экологичности.
  3. Дороговизна фотоэлементов. Из-за базовой стоимости агрегатов и комплектующих «солнечная» машина стоит дорого.
  4. Большие габариты. Отведённая под батареи поверхность корпуса так же, как и электродвигатель, весит немало. Большой вес солнцемобиля является причиной больших затрат энергии и потерь мощности.
  5. Пониженный комфорт. Увы, но по уровню комфорта «солнечные машины» несопоставимы с традиционными автомобилями. Психология потребителя такова: лишь единицы сделают выбор в пользу менее комфортабельного экомобиля. И даже то, что солнцемобиль безопасен для природы, не сможет переубедить человека.
  6. Дороговизна. Сегодня солнцемобили стоят как бензиновые авто бизнес-класса. Среднестатистический покупатель просто не может позволить себе приобрести такое дорогое средство передвижения.

Чтобы сделать автомобили на солнечных батареях более дешёвыми и доступными среди простого населения, необходимо:

Даже таких минимальных мер хватит для того, чтобы повысить уровень продаж авто, оснащённых солнечными батареями. На данный момент прогрессивные инженеры-учёные работают в этом направлении.

Заключение

Автомобиль на солнечных батареях – не миф и не роскошь. Да, сегодня в конструкции солнцемобилей присутствуют недостатки, которые делают данный продукт невостребованным. Однако учёные всего мира стараются сделать его более практичным и комфортабельным. Каждые два года в Австралии проводятся ралли солнцемобилей с целью выяснить, на что способны эти средства передвижения. За гелиотранспортом стоит чистое будущее Земли.

'; blockSettingArray[0]["setting_type"] = 6; blockSettingArray[0]["elementPlace"] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1]["minSymbols"] = 0; blockSettingArray[1]["minHeaders"] = 0; blockSettingArray[1]["text"] = '

'; blockSettingArray[1]["setting_type"] = 6; blockSettingArray[1]["elementPlace"] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3]["minSymbols"] = 1000; blockSettingArray[3]["minHeaders"] = 0; blockSettingArray[3]["text"] = '

ekoenergia.ru

Солнцемобиль Venturi Astrolab - Экологические автомобили Экологические автомобили

Роскошный электрический суперкар Fetish стоимостью почти полмиллиона долларов, самый быстрый электромобиль в мире Buckeye Bullet… Чем еще удивит французская компания Venturi? Экземпляр, о котором мы поговорим сегодня, пожалуй, самый интересный из представленных. Встречайте: солнцемобиль Venturi Astrolab.

Что спросите в нем удивительного? Ведь электромобили на солнечных батареях уже давно не редкость. Например, австралийский концепт Sunswift IV даже установил рекорд скорости для машин, питающихся исключительно солнечной энергией. Она составила почти 90 км/ч.

Первый серийный солнцемобиль

Однако Venturi Astrolab — это не просто концепт, а первая коммерческая модель, доступная любому, кто готов выложить за нее определенную сумму денег. Сумму, надо сказать, немалую — 90 тысяч евро. Тем не менее, Venturi Astrolab очень интересен. Возможно, перед нами первый серийный солнечный электромобиль, который обладает необходимыми для повседневной езды характеристиками.

Он оборудуется асинхронным электродвигателем с воздушным охлаждением, мощностью всего 16 кВт и крутящим моментом 50 Нм. Энергию компактная силовая установка берет от никель-металлогидридных аккумуляторных батарей 7 кВт*ч общим весом 110 килограмм.

Примечательно, что вес самого электромобиля составляет всего 300 килограмм. Такого показателя конструкторам удалось добиться за счет использования легких композитных материалов. Шасси создано из углеволокна с алюминиевыми усилителями спереди и сзади. Сегодня углеволоконное шасси имеют все болиды Формулы-1, почти все «младшие формулы», ну и, конечно же, суперкары. В Venturi Astrolab такая конструкция особенно оправдана.

Днем в ясную погоду батареи имеют постоянное питание (даже в движении) от фотогальванических элементов, общей площадью 3.6 квадратных метров и мощностью 600 Вт. В случае необходимости восстановить потенциал можно и с помощью традиционной стационарной розетки. Автономный ход Venturi Astrolab при полном заряде составит 110 километров, а благодаря ультралегкому шасси и правильной аэродинамике он может разогнаться до 120 км/ч. Не дурно, учитывая, что энергия здесь реально экологически чистая. Не подкопаешься.

Интересно, что Astrolab — не единственный в своем роде. В 2006 году на Парижской автовыставке вместе с ним Venturi представила еще один солнцемобиль — Eclectic Concept Car. Так что мы еще не раз вспомним об этой удивительной компании.

ecoconceptcars.ru

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:

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 2011 году 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.

А 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:

altenergiya.ru

Солнцемобили и солнечные батареи

Сегодня много говорится о том, как перевести автомобили на другой, более чистый и менее затратный источник питания, чем бензин, дизельное топливо или даже газ. В качестве одного из вариантов часто рассматривают солнцемобили (электромобили, работающие на солнечных батареях). При кажущейся простоте идеи и сами солнцемобили, и — особенно! — солнечные батареи, от которых они запитываются – не так просты.

Итак, солнцемобили – это вид электромобильного транспорта, функционирование которого обеспечивается энергией солнца. Подзарядка аккумуляторов и питание электродвигателей осуществляется за счет использования солнечных батарей. Днем такому транспортному средству достаточно солнечной энергии, а ночью он передвигается как обычный электромобиль.

Человечество давно стремится сделать автомобили экологически чистыми, постоянно разрабатывая и внедряя новые технологии в этой области. Однако электромобили нельзя назвать 100% экологически чистым средством передвижения. Ведь как для подзарядки их аккумуляторов необходима энергия, поступающая от электростанций, косвенно вредящих окружающей среде. Солнце же является возобновляемым источником бесплатной энергии.

Датский изобретатель Ханс Толструп пересек Австралию с запада на восток на солнцемобиле «Тихий рекордсмен» («Quiet Achiever»), скорость которого достигала всего 20 км/ч.

Однако уже в 1996-м году скорость солнцемобилей удалось значительно увеличить. В 1996 г. солнцемобиль «Мечта» («Dream») смог проехать расстояние, разделяющее Дарвин и Аделаиду (3000 км), на скорости около 90 км/час, преодолевая отдельные участки на 135 км/ч.

В солнцемобилях используются нанокристаллические солнечные батареи или квантовые ячейки, представляющие собой основанные на подложке из кремния батареи, которые преобразуют энергию солнца, и имеют покрытие из нанокристаллов.

Использование коллоидного синтеза для производства квантовых ячеек позволило увеличить ценовую эффективность, пока разработанные ранее методы их создания полагаются на эпитаксиальные процессы, отличающиеся своей дороговизной. Процесс под названием «спин-покрытие» дает возможность получить тонкие плёнки нанокристаллов. Его суть состоит в размещении квантовых ячеек в состоянии раствора на плоском субстрате, который после этого подвергается вращению на высоких скоростях. В результате чего происходит равномерное распределение раствора. Вращение субстрата продолжается до момента, когда будет достигнута желаемая толщина слоя.

Элементы на основе цветосенсибилизированных коллоидных плёнок TiO2 появились в 1991 году. Благодаря эффективному преобразованию световой энергии в энергию электрическую эти фотоэлектрические ячейки оказались многообещающими. Низкая стоимость используемых материалов делает эти элементы перспективными, а также жизнеспособными в коммерческом плане возобновляемыми источниками энергии.

Существуют также элементы, основанные на органических полимерах. Хотя исследователям пока не удалось добиться в этой сфере существенного прогресса, элементы на основе фотоэлектричества могут обладать в будущем значимыми преимуществами: механической подвижностью (квантовые ячейки, основанные на полимерных композитах) и низкой стоимостью производимой «чистой» энергии.

Солнечные батареи на базе полимеров являются разновидностью солнечных батарей, которые способны преобразовывать солнечный свет в электричество. Эта технология относительно нова, она активно изучается в университетах, компаниях и лабораториях по всему миру. Уже были продемонстрированы прототипные устройства, эффективность конверсии энергии которых составляет 5%.

Полимерные солнечные батареи имеют ряд преимуществ перед устройствами, базирующимися на технологии кремниевой: легкость (что существенно для небольших портативных датчиков), доступность, недорогое производство, гибкость, незначительность влияния на окружающую среду. Но при этом их энергетический выход достигает всего четверти выхода кремниевых батарей. Также полимерные солнечные батареи подвержены деградации – наблюдается снижение эффективности под воздействием окружающей среды из-за отсутствия хороших защитных покрытий.

Степень коммерческой конкуренции с устройствами, основанными на обычных кремниевых солнечных батареях, остается на данный момент открытым вопросом. Производство полимерных солнечных батарей малозатратно, однако, производство ячеек на основе кремниевой технологии имеет существенное промышленное преимущество, имея развитую инфраструктуру, используемую в компьютерной индустрии. Хоть положение производителей солнечных батарей и невыгодно из-за постоянной необходимости конкурировать в снабжении кремнием высокого качества с более крупной компьютерной индустрией.

Для этого типа технологий проблемной остается и эффективность. Эффективность обычных кремниевых батарей составляет примерно 20%. Солнечные батареи, имеющие наивысшую эффективность, используются для обеспечения питания космических спутников. Их эффективность в два раза выше показателей обычных кремниевых батарей и достигает 40%.

Метки: альтернативная энергетика, солнечные батареи, электромобиль

Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:

novostienergetiki.ru

Автомобили на солнечных батареях

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

Данный тип автомобилей появился не вчера и даже не позавчера, как думают многие. Первый автомобиль на солнечных батареях был 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 детище «Quiet Achiever» проехал поперек Австралию, при этом средняя скорость его солнцемобиля была 20 км/ч.

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

И как результат, 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, а на некоторых хороших участках пути его скорость достигала 135 км/час. Расстояние, которое преодолел данный солнцемобиль, 3000 км.

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

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

Вес и высокие технологии

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

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

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

Но так как это удовольствие не из дешевых, данные проекты спонсируются крупнейшими автомобильными компаниями, которые, хотя еще не нацелены в промышленных масштабах выпускать автомобили на солнечных батареях, так как в этом пока нет смысла, очень внимательно следят за развитием данной ветки автомобилестроения, понимая, что за этим будущее.

Не удивительно, что местом 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 которым следят около 200 миллионов человек в мире, за результатами этих соревнований следят и многие научные центры, включая и аэрокосмического направления. Ведь уже давно не секрет, что спутники в космосе питаются от энергии солнца.

Совершенству 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 хорошую погоду составляет всего 15%, не говоря уже про пасмурную погоду. Для сравнения, КПД двигателя работающего на бензине равно 45%.

Так же автомобили на солнечных батареях 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 ней мечты с каждым годом становится все более реалистичней.

К примеру, фирма Venturi, 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 разработчики понимали, что 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, получился 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 варьирует 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, без которых жизнь на земле просто бы остановилась.

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

Поживем, увидим.

Оцените статью

autotopik.ru

Солнцемобиль - реальность?

Велогелиомобиль.

В поисках новых ресурсов топлива, в стремлении заменить автомобили экологически чистыми транспортными средствами специалисты все чаще обращаются к солнцу — неисчерпаемому источнику лучистой энергии. Гелиоэнергетика быстро развивается в самых разных направлениях — от космоса до жилищного строительства и сельского хозяйства. Солнцемобили, которые совсем недавно рассматривали лишь как забавный аттракцион, сегодня пересекают страны и континенты, не уступая в скорости легковому автомобилю. Конструкции лучших из них опираются на авиационную и космическую технику и технологию, последние достижения машиностроения, химии, электротехники и электроники.

Чаще всего такие экипажи можно встретить в Швейцарии, где на них с 1975 года проводят многодневное ралли «Тур де соль» (с 1987 — чемпионат мира). Количество экипажей участников достигает 100, из которых около 40 — зарубежные. Технический регламент соревнований хорошо отражает уровень и возможности машин.

По сути, речь идет о легких электромобилях, которым энергию для подзарядки аккумуляторов дают солнечные батареи, размещенные как на самом электромобиле, так и вне его (передвижные или стационарные гелиоустановки). Они, в свою очередь, непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую благодаря фотоэлектрическому эффекту.

Наиболее перспективными считают электро- (или солнце-)мобиль с зарядкой от небольших гелиостанций мощностью 1,5—10 кВт, размещаемых на крышах зданий, в других подходящих местах. Появились они в США, Германии и других странах. В течение года установка мощностью — 2—2,5 кВт отдает в сеть общего пользования около 3500 кВт-ч электроэнергии, а при размещении в горных районах — значительно больше. Этого достаточно для зарядки аккумуляторов нескольких электромобилей. В ближайшем будущем мощность каждой установки, а их в Швейцарии несколько десятков, предполагают довести до 100 кВт.

Созданием машин занято более 20 швейцарских фирм, но лишь немногие добились ощутимых успехов. Так, с 1986 года фирма «Сан-крафт» продала уже более 30 экземпляров своего двухместного «Салка-солар». Пробег на одной зарядке аккумулятора у него — около 50 километров, максимальная скорость — 50 км/ч, масса — 400 кг, габаритные размеры: длина — 2400 мм, ширина — 1250 мм и высота — 1370 мм. Цена «Салка-солар» — почти 17000 швейцарских франков, за солнечную панель на кузове мощностью 100 кВт — еще 1800.

Близка к нему по параметрам модель «Пингвин» стоимостью 16000 франков, которую выпускает фирма «Фридес Солар». Ее солнечная панель имеет номинальную мощность 80 Вт.

Фирма «Хорлахер» с 1985 года строит одно- и двухместную модификации трехколесного электромобиля с асинхронным двигателем (цена — 16500 франков) с питанием от солнечных батарей.

По условиям «Тур де соль», солнцемобиль считается серийным, если фирма продала не менее 10 машин данной модели и они официально допущены к движению по дорогам общего пользования.

Экспериментальный солнцемобиль «Санрейсер».

Организаторы чемпионата делают все возможное для их популяризации. Регулярно проходят семинары, конференции, а в феврале 1989 года в Берне состоялся первый солнцемобильный салон. Технические требования «солнечного ралли» поощряют участие в нем доступных по цене машин, пригодных для серийного производства, а не уникальных рекордсменов наподобие американского «Санрейсера», который в ноябре 1987 года пересек Австралию с севера на юг, пройдя 3025 километров со средней скоростью 67,4 км/ч, развив на пробном участке 114 км/ч. Его разработка обошлась концерну «Дженерал моторс» в несколько миллионов долларов.

На «Тур де соль» таких скоростей не показывают, но один из основных призов жюри присуждает за солнцемобипь, отличающийся оптимальным сочетанием весовых и энергетических характеристик, надежностью и простотой эксплуатации, безопасностью и современным дизайном.

Всякий солнцемобиль — это устройство, которое преобразует солнечную энергию в механическую (энергию движения ведущих колес). В качестве основных элементов он включает фотоэлектрические преобразователи, аккумуляторную батарею, электродвигатель и трансмиссию.

КПД аккумуляторной батареи, электродвигателя и трансмиссии электромобиля можно принять равным соответственно 80%, 85% и 90%, а КПД электронных преобразователей тока и блоков управления — 97—98 %. Общий КПД такой системы преобразования энергии — около 60 %. При зарядке аккумуляторов энергией, вырабатываемой на обычных электростанциях с КПД преобразования тепла в электричество 30 %, можно считать, что КПД электромобиля и автомобиля с бензиновым двигателем (он около 20 %) приблизительно одинаковы. Значит, с точки зрения энергозатрат эти машины равноценны.

Но широкому использованию электромобилей препятствуют низкая энергоемкость, недостаточная долговечность и высокая стоимость аккумуляторных батарей. Электромобиль может стать перспективным лишь при оборудовании недорогими аккумуляторами, обеспечивающими пробег без перезарядки не менее 120 км.

На пути распространения солнцемобилей есть, кроме проблемы аккумуляторов, не менее серьезное препятствие — высокая стоимость и малая эффективность фотоэлектрических преобразователей. Сейчас наиболее распространенные солнечные элементы имеют КПД 10 % и только единичные — 15 %. При этом общий КПД солнцемобиля как преобразователя энергии падает до 6—9%. Однако тенденции в развитии гелиоэнергетики обнадеживают.

Еще в 70-х годах в США удельная стоимость кремниевых солнечных элементов в расчете на один ватт установленной мощности составляла 50—60 долларов, а за последние 10—12 лет благодаря совершенствованию технологии изготовления снизилась до 5—6 долларов. Задача — снизить стоимость до 50 центов за ватт, чтобы вырабатывать электроэнергию по ценам, конкурентоспособным с другими ее автономными источниками, например дизель-электростанциями.

Только в США интенсивным совершенствованием фотопреобразователей на основе кристаллического и аморфного кремния, кремнийгерманиевых сплавов, арсенида галлия, теллурида кадмия и других материалов заняты десятки исследовательских организаций и промышленных фирм. В Национальной лаборатории Сандия в Альбукерке получены солнечные элементы с КПД, превышающим 30%.

Советские исследователи считают вполне реальным сократить стоимость солнечных батарей в 50—100 раз по сравнению с сегодняшней. Ими теоретически доказана возможность создавать элементы из однородных полупроводниковых материалов с КПД до 44%, а при использовании специальных структур — до 93%.

Рынок фотоэлектрической техники расширяется впечатляющими темпами. Однако специалисты полагают, что солнцемобили смогут всерьез конкурировать с автомобилями лишь после создания долговечных и недорогих солнечных элементов с КПД не ниже 50 %. Вероятно, это будет одно- или двухместный городской экипаж с дневным пробегом, не превышающим 70—80 километров, со скоростью 40—50 км/ч, бесшумный и не загрязняющий воздух.

А в Швейцарии, с которой мы начали рассказ, воспользоваться им можно уже сегодня. В январе 1990 года в Берне открылось первое в Европе бюро проката электромобилей, аккумуляторы которых можно подзаряжать от стационарных «солнцезаправок». В ясную погоду таким экипажам гарантирован запас хода 100 километров. Муниципалитет Берна заявил, что в 1995 году любой пассажир, прибывший в город по железной дороге, сможет арендовать солнцемобиль прямо на вокзале.

Солнцемобиль  «ДОКА-гелио». Масса с аккумуляторами — 170 кг, максимальная скорость — 53 км/ч, площадь фотоэлементов — 6 м2, номинальная мощность элементов — 720 Вт, длина — 4500 мм, ширина — 1500 мм, высота — 800 мм.

Наши успехи в использовании солнечной энергии для транспортных средств пока скромны. Весной 1989 года солнцемобиль построил творческий коллектив под руководством А. Кноха, финансируемый Центром НТТМ «ДОКА» в подмосковном Зеленограде. Летом 1989 года его сопнцемобиль демонстрировался на Всесоюзном конкурсе самодельных автомобилей в Набережных Челнах, а затем был отмечен серебряной медалью ВДНХ СССР на Всесоюзной выставке «НТТМ-89».

А. Пополов, кандидат технических наук (За рулем №1, 1991)

См. также статью Пусть всегда будет солнце!

own.in.ua

Ловцы Солнца: Сила света | Журнал Популярная Механика

Говорят, что в Австралии 300 солнечных дней в году. Почему бы не извлечь из этого пользу? 19 лет назад таким вопросом задались местные автомобилисты и придумали уникальную забаву — гонки на солнцемобилях. И так ей увлеклись, что за два десятилетия научились делать совершенно фантастические машины. Например, на солнцемобиле Aurora можно за день проехать 1700 км, не потратив ни капли топлива! Как же конструкторам солнцемобилей удаются подобные фокусы?

Sol Machine I — cолнцемобиль команды Академии Ньюбурга (NFA), штат Нью-Йорк, на гоночной трассе Texas Motor Speedway

Tesserect ("Четырехмерный куб") Массачусетского технологического института

Momentum ("Импульс") — солнцемобиль студентов Мичиганского университета

Двухместный солнцемобиль Honda Dream, победитель World Solar Challenge 1996 г.

Ли Якокка, один из самых известных менеджеров в истории американской автомобильной промышленности, однажды сравнил Детройт с Силиконовой долиной, сказав следующее: «Если бы автомобильная промышленность развивалась теми же темпами, что и компьютерная, то уже сегодня можно было бы купить Rolls-Royce за $2,5 и проехать миллион миль на галлоне бензина».

Увы, двухдолларовые «роллс-ройсы» в ближайшем будущем нам не светят, зато проехать миллион миль на одном галлоне (и даже без него) можно уже сегодня. В Мельбурне живет Дэвид Февчук, который создал уже не одну машину, способную ездить вообще без топлива. «Точнее, без осязаемого топлива», — поправляет меня Февчук. Его машины работают на фотонах.

Февчук — один из руководителей знаменитой мельбурнской команды Aurora, которая неоднократно занимала призовые места в самых знаменитых в мире гонках солнцемобилей World Solar Challenge. Но больше всего Февчук гордится тем, что его команда организовала самый длительный автопробег, на который когда-либо решались команды солнцегонщиков. Их солнцемобиль совершил 24-дневное путешествие, проехав в общей сложности 13 054 км по Зеленому континенту! А в канун Нового 2006 года команда установила еще один мировой рекорд — за сутки Aurora проехала 1701 км со средней скоростью 70,88 км/ч, побив предыдущий рекорд в 1255 км! «Установить рекорд, — рассказывает Дэвид, — нам помогли специальные шины Michelin со сниженным сопротивлением качению и уникальное мотор-колесо, разработанное Австралийской научно-исследовательской организацией CSIRO специально для нас». В то время как мотор-колеса других команд обладают КПД около 95% и весят порядка 30 кг, разработка СSIRO имеет КПД 98% и весит 14,5 кг вместе с шиной!

Февчук (пусть вас не удивляет украинская фамилия Дэвида: он наполовину славянин, но по-русски совсем не говорит) пускается рассказывать о том, как нелегко его команде дался последний мировой рекорд. Оказывается, на треке австралийского подразделения Ford, где они били рекорд, есть все необходимое для испытания машин, кроме одного — укрытия от солнца. В результате команда Дэвида провела Рождественские праздники под палящим солнцем, с одной стороны, радуясь прекрасным для установления рекорда погодным условиям, с другой — изнывая от жары.

На фотонной тяге

Согласно энциклопедии «Британика», первый солнечный элемент, который непосредственно преобразовывал солнечную энергию в электрическую, был создан Чарльзом Фриттсом в 1883 году.

В ходе работы Фриттс использовал спайки, которые получал, покрывая полупроводник селен тончайшим слоем золота. Одновременно созданием солнечных элементов занимался и французский физик Антуан Сезар Беккерель, который еще в 1839 году заметил появление электрического напряжения при попадании света на электрод, наблюдая фотоэлектрический эффект в ходе экспериментирования с электродами в растворе электролита.

Вот только коэффициент полезного действия у таких элементов был крайне низок. Он не дотягивал и до 1%. Гораздо позднее, в 1941 году, Рассел Ол изобрел первый кремниевый солнечный элемент. За двенадцать лет работы в этом направлении были сделаны значительные успехи, и к 1954 году КПД кремниевого солнечного элемента, который создали американские ученые Джеральд Пирсон, Калвин Фуллер и Дэрил Чапин, достигал уже 6%. Появление первого в истории солнцемобиля относится к этому же периоду. Компания International Rectifier, существующая и поныне, занималась разработкой первых кремниевых солнечных элементов. Именно она построила самую большую в мире солнечную панель, что принесло IR громкую славу. Дело в том, что эту панель использовал для своей машины давний лидер производства электромобилей — компания Baker Motor Vehicle Company.

С развитием автомобилестроения потребность в создании экологически чистого транспорта ощущалась все острее. Автомобиль, подаривший нам свободу передвижения, не зря называют чумой XX века — именно он стал главным источником шума и загрязнителем воздуха. Электромобили же компании Baker, несмотря на все несовершенство техники того времени, были чище и тише бензиновых авто.

В 1976 году в печати появилось сообщение об изобретении солнечного автомобиля профессором Тель-Авивского университета Арие Бронштейном. Год спустя о своем новом изобретении почти одновременно объявили англичанин Алан Фриман и американец Эд Пассерини.

Было бы неправильным, однако, представлять историю создания «солнечных машин» как плавное повествование. Главным образом потому, что первые модели машин очень сильно отличались друг от друга. Каждая становилась новым экспериментом. Лишь со временем конструкторы сошлись на «тараканьей» форме корпуса: автомобиль стал плоским, максимально широким и длинным, как правило, на трех колесах.

Интерес к созданию автомобилей будущего неуклонно рос во всем мире. Однако настоящее признание пришло к солнцемобилям в начале 1983 года, когда известный австралийский искатель приключений Ханс Толструп вместе с Ларри Перкинсом проехали на построенном ими солнцемобиле Quiet Achiever от Перта до Сиднея со скоростью 20 км/ч, одолев таким неспешным «манером» путь в 4052 километра. Понадобилось им на это 20 дней. Можно, конечно, снисходительно улыбнуться такому достижению, однако можно и призадуматься — ведь Толструп и Перкинс пересекли весь континент с запада на восток на 10 дней быстрее, чем тот же путь проделал первый автомобиль с бензиновым двигателем, и при этом — не затратив ни капли топлива!

Солнечные гонки

Это путешествие послужило отправной точкой, с которой начинается вся история всемирно известных австралийских гонок World Solar Challenge, первая из которых состоялась в 1987 году. Выиграл гонки солнцемобиль Sunracer концерна General Motors, который сумел пройти трассу со средней скоростью 66,94 км/ч.

Победитель четвертого ралли солнцемобилей World Solar Challenge 1996 года солнцемобиль Dream, на создание которого компания Honda, не задумываясь, потратила $2 млн., прошел трассу в 3000 км между городами Дарвин и Аделаида уже со средней скоростью 90 км/ч, достигая на отдельных участках 135 км/ч. В гонках же World Solar Challenge 2005 года победил солнцемобиль Nuna из Нидерландов, со средней скоростью пробега 102,75 км/ч. Сами члены команды-победительницы, студенты из Амстердама, не устают повторять, что всеми своими достижениями солнцемобиль Nuna обязан аэрокосмическим технологиям! На машине были установлены передовые солнечные батареи, которые использовались на космическом аппарате Smart 1, запущенном Европейским космическим агентством с целью составления карты Луны, а корпус Nuna был выполнен из пластика, также предназначавшегося для космического корабля. Не будет преувеличением сказать, что и сегодня Nuna — самый быстрый в мире автомобиль на солнечной энергии. Он способен развивать скорость 170 км/ч!

«Да это и немудрено. Вы только посмотрите на их бюджет! — заявляет мне Дуг Барбидж), один из руководителей западноавстралийской ассоциации Sungroper, — у этой машины одна солнечная панель стоит миллион долларов!»

Ревнивое замечание Дуга можно понять. Его команда из Перта состоит в основном из школьников-старшеклассников, и почти всё держится на энтузиазме ребят. Но Дуг Барбидж по праву гордится своей командой: «Мы участвовали уже в трех гонках World Solar Challenge, и последний раз команда состояла из юношей и девушек, которые только-только научились водить машину и получили права!» К слову сказать, девушки-пилоты не редкость в этих гонках. Давно замечено, что женщины более выносливы, они гораздо легче переносят высокие температуры, чем мужчины. А для гонок по Австралии это немаловажно. Ведь температура в салоне солнцемобиля нередко поднимается до 50 градусов Цельсия: кондиционер в таких гонках — непозволительная роскошь.

Несмотря на молодость участников и ограниченный бюджет, команда Sungroper продолжает совершенствовать конструкцию своего солнцемобиля. А ведь состязание солнечных автомобилей — удовольствие очень дорогое. Хороший мотор и блок управления к нему стоят около $10 000 каждый. Много денег уходит на логистику. Автомобиль надо перевезти из родного городка к месту старта в Дарвин, арендовать машины сопровождения и обслуживания, а по окончании гонок благополучно доставить обратно домой.

Битва интеллектуалов

Гонки World Solar Challenge часто называют интеллектуальным соревнованием. Ведь создание каждого гоночного солнцемобиля — это целое научное исследование. Крупные автомобильные и аэрокосмические концерны вкладывают в экзотический спорт миллионы долларов. Такие инвестиции обещают окупиться сторицей. Ведь «солнечные гонки» — кузница новых технологий: многие решения, впервые опробованные на гоночных солнцемобилях, со временем обещают найти широкое применение на серийных автомобилях.

Ну а сами солнцемобили, не могут ли они через годы стать такой же серьезной альтернативой бензиновому автомобилю, как нынешние бензоэлектрические гибриды? «Нет, — скептически качают головой сами «солнцегонщики», — это чистый спорт плюс технические достижения». Того же мнения придерживался и российский солнцегонщик Александр Пополов, трагически погибший в 2004 году. «Экологически чистый солнцемобиль многое может уже сегодня, — писал он четыре года назад, — хотя серьезной альтернативы автомобилю в ближайшем будущем он не представляет. Пока это лишь новый технический вид спорта».

Спорить с этим сложно. Даже самая продвинутая солнечная машина не может сравниться по мощности с привычным автомобилем. Площадь поверхности солнцемобиля такова, что с нее просто невозможно получить большое количество энергии. Мощность солнечных батарей даже у самых лучших машин не превышает 2 кВт. И то при условии хорошей погоды. Для того, чтобы солнцемобили имели практическую ценность, необходимо, чтобы КПД доступных по цене солнечных элементов был не меньше 40−50%. Сегодня это практически невозможно.

При этом хорошая погода важна не только для солнечных батарей. Хотя солнцемобили и водонепроницаемы, шины у них гладкие, без протектора, и несмотря на то что у большинства машин есть стоп-сигналы и указатели поворотов, однако нет очистителей ветрового стекла и фар.

У солнцемобиля есть руль, педаль тормоза и рычаг ручного тормоза, однако нет педали газа. Ее заменяет регулятор на приборной панели, ведь, в отличие от обычного автомобиля, солнечному незачем часто менять скорость. Напротив, пилотам необходимо поддерживать постоянную скорость в течение длительного времени.

Машина на будущее

Любопытно, а на чем ездят австралийские конструкторы солнцемобилей? Оказалось, что на обычных серийных автомобилях. Но большинство из них собирается в ближайшее время пересесть на гибриды или электромобили. Дуг Барбидж, например, мечтает пересесть на легкий электромобиль с достаточным запасом хода. Его он собирается подзаряжать от электросети или от стационарной домашней солнечной батареи. На подобном электромобиле хотел бы ездить и Дэвид Февчук. «Но если бы у меня был неограниченный бюджет, — улыбается Дэвид, — я построил бы себе чрезвычайно легкий двухместный солнцемобиль с углепластиковым кузовом, литий-полимерными аккумуляторами и солнечными элементами на основе арсенида галлия с высоким КПД. Такой солнцемобиль ни в чем бы не уступал обычному автомобилю, ездил бесшумно, а в топливе вообще не нуждался. Вот только беда: для его создания мне нужно не меньше миллиона долларов…»

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2006).

www.popmech.ru

Автомобиль на солнечных батареях: миф или реальность

В середине прошлого века на одной из выставок автомобильной техники компании General Motors впервые был представлен первый автомобиль на солнечных батареях, движущей силой которого служил электродвигатель, питанием которого служила селеновая батарея с питанием от солнца. Длина его составляла всего около полуметра, а чуть более десяти батарей располагались на крыше транспортного средства.

Конструктором автомобильчика был инженер компании Уильям Кобб, исследования которого в то время усиленно финансировались компанией, обещая большой скачок в развитии автомобилей на солнечных батареях. Однако исследования в скором времени были свернуты, а их результаты забыты почти на тридцать лет.

к содержанию ↑

Электромобиль сегодня: прорыв в будущее

И только в начале девяностых годов прошлого столетия, когда коэффициент полезного действия солнечной панели поднялся до 15%, начался бум изобретений солнце мобилей одиночными изобретателями, в который, в последствие, включились и крупные автоконцерны. Совершенно недавно компания Spektrolab, являющаяся подразделением концерна Boeing, разработала панели с эффективностью около 36%, что явилось настоящим прорывом в сфере использования энергии Солнца.

Сегодня производство электромобилей, где применяется батарея от солнца является сосредоточием самых последних технических изобретений и находок в материаловедении. Ведь невысокую эффективность панелей необходимо компенсировать низкими механическими потерями и небольшим весом самой техники.

Поэтому в таких моделях применяются самые последние изобретения в области трансмиссий, на них устанавливаются шины с самым низким сопротивлением качению и для их кузовов используются самые легкие композитные материалы высокой прочности. Кроме того, солнечные электрокары служат концептами для отработки последних достижений в автомобилестроении.

Так, специально для электромобилей разработаны легкие электродвигатели постоянного тока бесколлекторного типа с полюсами из редкоземельных магнитных материалов. А на ряде экземпляров для полного исключения механических потерь в трансмиссии стали устанавливать так называемые мотор-колеса, когда электродвигатель находится, непосредственно, в каждом колесе автомобиля. Компании-производители автошин, такие как Michelin, Dunlop и ряд других, заняты разработкой шин специально для электромобилей, коэффициент сопротивления качению которых, в настоящее время, достиг 0,007. Аналогичные шины высокого уровня сбережения энергии, используя наработки для электромобилей, разрабатываются и для обычных серийных моделей.

Большим подспорьем для автомобилестроителей стало изобретение батарей от солнца настолько тонких, что ими можно оборудовать не только крышу, но и любую поверхность автомобиля, тем самым увеличив общую площадь поглощения световой энергии. В последнее время при конструировании энергообеспечения серийных моделей стали применять солнечные панели для питания систем микроклимата, мультимедийных систем и систем подзарядки автомобильного аккумулятора на стоянках. Коэффициент аэродинамического сопротивления электромобилей достиг минимально возможной величины (0,1).

к содержанию ↑

Новый вид спорта — ралли солнцемобилей

В результате бума разработок автомобилей на солнечных батареях возник и новый вид спорта брейнспорт, в рамках которого ежегодно в Австралии проводятся ралли солнцемобилей с пробегом около 3000 км между городами Дарвин и Аделаида. Эти соревнования собирают тысячи зрителей, а миллионы наблюдают за ними по телевидению. Не обделены вниманием эти соревнования и со стороны крупных автомобильных концернов, понимающих, что за этим видом энергии будущее.

Результатом более чем пятидесятилетнего прогресса, стал ряд конструкций электромобилей, питающихся от панелей, преобразующих солнечную энергию в электрическую.

Так, в 1996 году на австралийском ралли, автомобиль Мечта компании Honda прошел 3010 километров со скоростью 90 км/час и максимальной скоростью 135 км/час.

В этом же году компанией GeneralMotors был представлен автомобиль Sunracer, разгоняющийся до скорости 100 км/час за 9 секунд и имеющий максимальную скорость 130 км/час. Он был оснащен передовым, на тот момент, электродвигателем с высоким КПД и на обычных свинцовых аккумуляторах мог пройти около 100 километров.

В одном из австралийских соревнований третье место заняло детище студентов Мичиганского университета. Автомобиль Momentum показал скорость 105 км/час, неся на своем борту водителя и панели из более 3000 солнечных батарей. Мощность двигателя составила 2 кВт и вес 290 килограмм вместе с водителем. Техника имеет три колеса шириной всего 65 миллиметров для снижения сопротивления качению.

Победителями австралийского ралли в 2001 и 2003 годах стала команда гонщиков из Голландии на автомобилях Nuna3, которые прошли дистанцию за двадцать девять часов одиннадцать минут при средней скорости 102,75 км/час. Теоретической максимальной скоростью этого автомобиля является показатель в 170 км/час.

к содержанию ↑

Разработки новых проектов

Французская фирма Venturi имеет два проекта автомобилей на солнечных батареях, практически готовых к выпуску в серию: Ecletic и Astrolab. Ecletic имеет крышу, расположенной на ней солнечной панели и электродвигатель мощностью 22 л/с, что позволяет ему проехать со скоростью 50 км/час около 50 километров. Более совершенный экземпляр Astrolab способен преодолеть 110 километров и на отдельных участках иметь скорость 120 км/час.

Недавно был представлен автомобиль на солнечных батареях, разработанный группой преподавателей и студентов Университета Южной Австралии. Разгон до 100 км/час у модели Trev составляет 10 секунд, при максимальной скорости 150 км/час. Пробег свыше 150 километров ему обеспечивает литиевая батарея весом 44 килограмма, подзаряжаемая от солнечной панели. Машина имеет 2 места и достаточно объемный багажник. Техника весит 270 килограмм, оснащен эффективным электрическим приводом с низким уровнем шума и конструктивно может эксплуатироваться на дорогах общего пользования. Солнце мобиль позиционируется разработчиками как городской транспорт ближайшего будущего.

Стоимость подобного транспортного средства превышает полмиллиона долларов, а некоторые экземпляры достигают стоимости и в 2 миллиона, как Мечта от корпорации Honda. Поэтому, массовость автомобилей, использующих панели, берущие энергию от солнца, скорее всего, наступит не скоро. А пока такие модели могут обрести владельца, обладающего соответствующим капиталом. Правда, некая компания-производитель из Венесуэлы объявила о скором выпуске легковых единиц и малых грузовиков на солнечной тяге стоимостью не более 6000 долларов, но дальше обещаний дело пока не пошло.

к содержанию ↑

Достоинства и недочеты электромобиля

Как бы ни развивалось это направление разработки транспорта, автомобили на солнечных батареях имеют множество положительных качеств, способных стать приговором транспорту с ДВС:

Пока же эти преимущества становятся, наоборот, недостатками солнце мобилей, не позволяющими им стать широко распространенным видом транспорта.

Автомобили на солнечных батареях присутствует в программе практически каждого крупного автомобильного концерна. Кроме того, эти же концерны финансируют разработки в этой области небольшими конструкторскими бюро и коллективами учебных заведений. По оценкам специалистов, серийный электромобиль сможет появиться только тогда, когда солнечная батарея достигнет коэффициента полезного действия в 50%. Тогда автомобили на солнечных батареях смогут успешно конкурировать с машинами, движущей силой которых служат двигатели внутреннего сгорания.




mirenergii.ru

Автомобили на солнечных батареях - какие существуют, плюсы и минусы

Развитие технологического прогресса и стремление человечества сохранить экологию стали основными катализаторами изобретения автомобилей, функционирующих на базе солнечной энергии. Они имеют положительные и отрицательные характеристики, но на практике пока не получили распространения, что обуславливается рядом причин.

Общие характеристики

Принцип функционирования основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую. Последняя становится источником питания для электромотора, установленного на авто. Если подсоединить такой двигатель, вспомогательные электронные устройства, отвечающие за полноценную работу в разных режимах езды и определенное число аккумуляторов, обеспечивающих запас мощности — эта приблизит машину к обычной.

Первый автомобиль базирующийся на солнечных батарейках был создан в середине двадцатого столетия. Произошло это событие в США. Но в те времена не существовало технологий для создания мощных аккумуляторов. Выпускаемые батареи имели низкую емкость, что приостановило развитие данной сферы автомобилестроения.

В 90-е годы прошлого века появились новые попытки конструирования «солнечных» автомобилей. Благодаря увеличению КПД аккумуляторов изобретателям удалось существенно повысить объем вырабатываемой ими энергии. Энергоемкие батареи могут создавать нужный запас питания двигателя для езды на достаточно продолжительные расстояния.

Положительное воздействие на развитие указанного направления отрасли оказало использование инновационных материалов для создания кузовов, улучшенных систем трансмиссий, электрических силовых агрегатов. Первые производятся из прочных легких пластиковых элементов. В составе трансмиссии установлены детали, имеющие наименьшую степень сопротивления качению. Вместо обычных электрических моторов применяются двигатели бесколлекторного типа. В их составе имеются полюса, выполненные из редкоземельных магнитных сплавов. Некоторые производители устанавливают мотор-колеса – силовые агрегаты, размещенные на ведущих колесах. Подобная схема в разы увеличивает КПД у передаточного механизма.

Запас мощности солнечной энергии в совокупности увеличился за счет выпуска гибких аккумуляторов. Теперь они могут монтироваться на любом элементе кузова.

Какие существуют солнцемобили

Практически каждая ведущая компания, выпускающая автомобильную технику, ведет разработки по изобретению идеального солнцемобиля. Наиболее известными являются детища:

Venturi. Авто этой французской компании Ecletic имеет мощность в 22 л.с. Оно способно преодолевать без подзарядки порядка 50 км со скоростью, не превышающей 50 км/ч. Здесь используется резервный источник питания, представляющий собой генератор ветра. Кроме того, машина может заряжаться от сети. Другим ее изобретением является авто Astrolab. У этой модели мощность достигает 16 кВт, а скорость – 120 км/ч. Ее вес составляет 300 кг, а аккумулятор размещен на крыше.

Университета г. Эйндхоен. Местные инженеры создали футуристичный семейный автомобиль Stella. Его запас хода составляет 600 км. Элементы корпуса тут выполнены из алюминия.

Green GT. Швейцарцы внесли свою лепту в прогресс. Их изобретение Solar World GT имеет мощность в 400 лошадиных сил. Машина способна набирать разгон до 275 км/ч.

Производством солнцемобилей занимаются и на территории РФ. В СПб создан аппарат весом в 200 кг, что обусловлено применением легкого композита для конструирования кузова. Внешне модель напоминает катамаран и характеризуется возможностью набирать скорость до 150 км/ч. Лидерами отрасли являются японцы. Их машина на солнечных батареях Tokai Challenger 2 одержала победу на гонках в 2011 году. Ее корпус состоит из углепластика. Масса авто составляет всего 140 кг, а скорость достигает – 160 км/ч. Оно оснащается батареями знаменитой компании Panasonic.

Плюсы и минусы

Машины, функционирующие на солнечной энергии, наделены положительными характеристиками:

Не обходится и без недостатков, которые перевешивают достоинства. Сюда входят большая стоимость и невозможность запуска массового производства, сниженные показатели мощности и скорости, по сравнению с обычными авто. В мире пока нет мастерских для обслуживания подобных транспортных средств.

Солнечные электромобили на практике

Указанные машины не получили применения на практике. Этому мешает стоимость авто и низкий КПД солнечных аккумуляторов. Далеко не каждый автолюбитель готов выложить пару миллионов долларов за транспортное средство, имеющее недостатки.

Развитие новых технологий способствует усовершенствованию солнцемобилей. Они уже стали компактными и легкими. Для их оснащения начали применяться гибкие солнечные панели. Некая венесуэльская компания обещает выпускать легковые и грузовые модели с малой грузоподъемностью, работающие на солнечной тяге. Пока это только обещания, но эксперты уверены в будущем рассматриваемых машин.

Энергия солнца – неисчерпаемый и возобновляемый источник, который при правильном использовании открывает человечеству безграничные возможности.

amastercar.ru


Смотрите также