Авто на сонячних батареях. Види і перспективи
Зміст
У пошуках альтернативних джерел енергії автомобільні компанії вкладають величезні кошти в інноваційні розробки. Завдяки цьому автомир отримав дійсно ефективні електромобілі, а також силові агрегати на водневому паливі.
Про водневих моторах ми вже нещодавно говорили. Зосередимося трохи більше на електромобілях. У класичному варіанті це машина з величезним акумулятором (хоча вже існують моделі з суперконденсатором), Який заряджається від побутової електромережі, а також на терміналі заправної станції.
З огляду на, що однієї зарядки, особливо в холоди, вистачає ненадовго, інженери намагаються оснащувати автомобіль додатковими системами збору корисної енергії, яка виділяється в процесі пересування авто. Так, система рекуперації збирає кінетичну енергію з гальмівної системи, а коли машина рухається накатом, ходова система виступає в ролі генератора.
Деякі моделі оснащуються ДВС, який працює тільки як генератор незалежно від того, їде авто або стоїть. Приклад таких транспортних засобів - Chevrolet Volt.
Є ще одна система, яка дозволяє отримувати необхідну енергію без шкідливих викидів. Це сонячні батареї. Варто визнати, що цю технологію вже давно використовують, наприклад, в космічних апаратах, а також для забезпечення електростанцій власною енергією.
Що можна сказати про можливість використовувати дану технологію в електромобілях?
Загальні характеристики
Сонячна панель працює за принципом перетворення енергії нашого світила в електрику. Щоб автомобіль зміг пересуватися в будь-який час доби, енергія повинна накопичуватися в акб. Це джерело живлення повинен забезпечувати потрібне електрикою також і інші споживачі, необхідні для безпечного руху (наприклад, двірники і лампочки фар) і для комфорту (наприклад, обігрів салону).
Першими спробували застосувати цю технологію деякі компанії Сполучених Штатів в 1950-х роках. Однак цей практичний крок не був успішний. Причина полягала в відсутності акумуляторів з великою ємністю. Через це електромобіль мав занадто маленький запас ходу, особливо в темний час доби. Проект був відкладений до кращих часів.
У 90-х роках технологією знову зацікавилися, так як з'явилася можливість створювати акумулятори зі збільшеним ККД. Завдяки цьому модель могла зібрати більше енергії, яку потім можна було б використовувати під час пересування.
Розвиток електротранспорту дозволяє більш ефективно використовувати заряд. Крім того, кожна автомобільна компанія зацікавлена в зниженні енергоспоживання за рахунок зменшення опору, який чинить трансмісія, зустрічний потік повітря і інші фактори. Це дозволяє збільшити запас ходу на одній зарядці нема на один кілометр. Тепер цей проміжок вимірюється кількома сотнями км.
Також непогану допомогу в цьому зіграла розробка полегшених модифікацій кузовів і різних агрегатів. Це знижує вагу автомобіля, позитивно впливаючи на швидкість транспортного засобу. У солнцемобилях використовуються всі ці інноваційні розробки.
Особливої уваги заслуговують двигуни, які встановлюються на такі авто. Це безколекторні моделі. У таких модифікаціях використовуються особливі рідкісні магнітні елементи, які знижують опір коченню, а також підвищують потужність силової установки.
Ще один варіант, який має максимальний ефект, - це використання мотор-коліс. Так силова установка не витрачатиме енергію на подолання опору від різних елементів трансмісії. Особливо практичним це рішення виявиться для автомобіля, який має гібридний тип силової установки.
Остання розробка дозволяє використовувати електричну силову установку практично в будь-якому чотириколісного транспорті. Ця модифікація - гнучкий акумулятор. Він здатний ефективно виділяти електрику і приймати різні форми. Завдяки цьому джерело живлення можна встановлювати в різних відділах авто.
Зарядка акб здійснюється від панелі, яка в основному розміщується зверху машини, так як дах має плоску структуру і дозволяє розмістити елементи під прямим кутом до сонячних променів.
Які існують солнцемобили
Практично в кожній компанії ведуться розробки по створенню ефективних солнцемобилей. Ось які проекти концепт-карів вже готові:
- Французький електрокар, який має даний тип джерела живлення, - Venturi Eclectic. Концепт був розроблений в 2006-му році. Автомобіль оснащений силовою установкою, потужність якої досягає 22 кінські сили. Максимальна швидкість транспорту - 50 км / ч., При якій запас ходу складає півсотні кілометрів. В якості додаткового джерела енергії виробник використовує вітряної генератор.
- Astrolab Eclectic - ще одна розробка тієї ж французької компанії, що працює від сонячної енергії. Особливість автомобіля полягає в тому, що він має відкритий кузов, а панель розташована по периметру навколо водія і його пасажира. Це дозволяє зберегти центр ваги максимально близько до землі. Така модель розганяється до 120 км / ч. Сам акумулятор має велику ємність, і розташований безпосередньо під сонячною панеллю. Потужність установки складає 16 кВт.
- Нідерландський солнцемобиль для всієї родини - Stella. Модель була розроблена групою студентів в 2013-му році. Машина отримала футуристичні обриси, а кузов виконаний з алюмінію. Максимальна дистанція, яку може подолати авто, становить близько 600 кілометрів.
- У 2015 році з'явилася ще одна діюча модель - Immortus, яку створила компанія EVX Ventures з Мельбурна, Австралія. Цей двомісний електрокар отримав пристойну сонячну панель, площа якої становить 2286 квадратних сантиметрів. У сонячну погоду транспорт здатний цілий день їздити без підзарядки на будь-яку відстань. Для забезпечення енергією бортової мережі використовується АКБ ємністю всього 10 кВт / год. У похмурий день машина здатна подолати відстань в 399 км, і то при максимальній швидкості в 59 км / ч. Компанія планує пустити модель в серію, але лімітовану - всього близько сотні примірників. Вартість такого автомобіля становитиме приблизно 370 тисяч доларів.
- Ще один автомобіль, який використовує даний тип енергії, показує непогані результати, навіть в якості спорткара. Модель Green GT від Solar World GT має потужність в 400 кінських сил, а межа швидкості знаходиться на позначці в 275 кілометрів на годину.
- У 2011-му році відбулося змагання серед солнцемобилей. Його виграв Tokai Challenger 2 - японський електромобіль, який використовує енергію сонця. Важить болід всього 140 кілограм, а розганяється до показника в 160 км / ч.
Ситуація на сьогоднішній день
У 2017-му році німецька компанія Sono Motors представила модель Sion, яка вже вийшла в серію. Її вартість становить від 29 000 у.о. цей електромобіль отримав сонячні панелі практично по всій поверхні кузова.
Розганяється автомобіль до 100 км / ч. за 9 секунд, а межа швидкості складає 140 км / годину. Батарея має ємність в 35 кВт / год, а запас ходу складає 255 кілометрів. Сонячна панель забезпечує невелику підзарядку (за день перебування на сонці акумулятор підзарядиться тільки для подолання близько 40 км шляху), однак автомобіль не може їздити виключно за рахунок цієї енергії.
У 2019 м голландські інженери, вихідці з університету міста Ейндховен, оголосили про старт збору замовлень на виробництво лімітованої серії Lightyear. Як заявляють інженери, ця модель втілила в собі параметри ідеального електромобіля: великий запас ходу на одній зарядці і можливість акумулювати достатню кількість енергії для тривалої поїздки.
Деякі члени команди встигли попрацювати в Tesla та інших відомих автокомпаніях, всерйоз займаються створенням ефективних електрокарів. Завдяки цьому досвіду команді вдалося створити машину з величезним запасом ходу (в залежності від швидкості транспорту цей параметр варіюється від 400 до 800 кілометрів).
Як обіцяє виробник, машина буде здатна проїхати близько 20 тисяч кілометрів за рік тільки на сонячній енергії. Ці дані зацікавили багатьох автолюбителів, завдяки чому компанія змогла залучити близько 15 мільйонів євро в якості інвестицій і зібрала за короткий проміжок часу майже сотню попередніх замовлень. Правда, вартість такого авто становить 119 тисяч євро.
У тому ж році японський автовиробник оголосив про проведення випробувань національного гібридного автомобіля Prius, оснащеного сонячними елементами живлення. Як обіцяють представники компанії, машина матиме надтонкі панелі, які використовуються в космонавтиці. Це дозволить машині бути максимально незалежною від вилки і розетки.
На сьогоднішній день відомо, що модель може підзарядитися в сонячну погоду за все на 56 кілометрів. Причому авто може або стояти на парковці, або їхати по дорозі. Як заявив провідний інженер відділу, Сатоси Сізукі, в серію модель вийде ще не скоро, тому що основна перешкода для цього - неможливість зробити високопроіводітельний сонячний елемент живлення доступним для рядового автомобіліста.
Переваги та недоліки сонячних автомобілів
Отже, солнцемобиль - це такий же електромобіль, тільки в ньому використовується додаткове джерело живлення - сонячна панель. Як і будь-який електричний автомобіль, цей тип транспорту має наступні переваги:
- Відсутність викидів, але тільки в разі використання виключно електрики;
- Якщо ДВС використовується тільки як генератор, це також позитивно впливає на екологічність транспорту. Силовий агрегат не відчуває перевантажень, завдяки чому ВТС згорає ефективно;
- Можна використовувати батарею будь-якої ємності. Найголовніше - щоб автомобіль зміг відвезти її;
- Відсутність складних механічних агрегатів забезпечує більш тривалий робочий ресурс транспортного засобу;
- Високий комфорт під час керування машиною. В процесі роботи силова установка чи не гуде, а також не вібрує;
- Немає необхідності шукати відповідне паливо для двигуна;
- Сучасні розробки забезпечують ефективне використання енергії, яка виділяється в будь-якому транспорті, але не задіюється в звичайних автомобілях.
До всіх недоліків електромобілів солнцемобили мають такі мінуси:
- Занадто дорогі сонячні панелі. Бюджетний варіант вимагає великої площі впливу сонячних променів, а компактні модифікації використовуються в космічних апаратах, і занадто дорогі для звичайних автолюбителів;
- Солнцемобили Не такі потужні і швидкі, як звичайні бензинові або дизельні авто. Хоча це плюс до безпеки подібного транспорту - менше на дорогах було б льотчиків, несерйозно відносяться до життя оточуючих;
- Обслуговування такого транспорту не представляється можливим, тому що навіть офіційні сервісні станції не мають фахівців, які знаються на подібних установках.
Це основні причини, за якими навіть робочі екземпляри залишаються в категорії концептів. Мабуть, всі чекають того, хто усвідомлено піде на величезні розтрати, щоб дати справі хід. Щось подібне сталося, коли багато компаній мали робочі моделі електромобілів. Однак поки компанія Ілона Маска не взяла на себе все навантаження, ніхто не хотів витрачати свої кошти, а вирішили йти вже уторованим шляхом.
Ось невеликий огляд одного з таких автомобілів - Toyota Prius:
