Aurinkoautossa tulevaisuuteen. Aurinkoauto - lelusta todelliseksi vaihtoehtoiseksi aurinkoautoksi

On tiedetty jo pitkään, että valokuvapaneeleja voidaan asentaa autojen katoille. Mutta harvat ihmiset ajattelevat, että täysimittainen aurinkovoimalla toimiva auto on jo luotu, joka toimii vain aurinkoenergialla. Lisäksi nämä eivät ole yksittäisiä esimerkkejä amatöörikeksijöistä, vaan suurten yritysten täysin nykyaikaisia ​​​​kehityksiä.

Lisäksi järjestetään jopa erityinen mestaruus, jossa vain aurinkovoimalla toimivilla autoilla on oikeus kilpailla. Sitä kutsutaan nimellä World Solar Challenge ja se tapahtuu Australiassa. Säännösten mukaan osallistujien on ylitettävä Darwinia Adelaidesta erottava 3000 km (eli ylitettävä koko Australia pohjoisesta etelään) ilman ylimääräisiä energialähteitä. Tämä mestaruus järjestetään joka toinen vuosi, vuonna 2013. Siinä kilpaili 40 joukkuetta yli 20 osallistujamaasta. Voiton nappasi sitten hollantilainen Nuon, jonka auto piti keskinopeuden 90 km/h huonoista sääolosuhteista huolimatta.

Aurinkoautojen ominaisuudet

Aurinkovoimalla toimivat autot eivät siis ole enää myytti, vaan tavallinen todellisuus. Totta, nimi "auto" ei ole täysin oikea; itse asiassa se on sähköauto, koska se on varustettu sähkömoottorilla. Auton katolle on sijoitettu valokuvapaneelit, jotka syöttävät moottorille energiaa. Energian varastointiin tarvitaan myös tehokkaita akkuja. Lisäksi valmistajat tarjoavat yleensä yhdistetyn vaihtoehdon akkupakettien lataamiseen. Eli tarvittaessa ne voidaan ladata erityisestä sähköverkosta. Tämä tehdään aurinkoauton luotettavuuden ja käyttöiän lisäämiseksi.

Tällaisten aurinkosähköajoneuvojen laajan käytön edut ovat ilmeisiä. Tähän sisältyy ympäristön saastumisen puuttuminen, helppokäyttöisyys ja riippumattomuus huoltoasemilta. On kuitenkin olemassa useita ongelmia. Ensinnäkin nykyaikaisten aurinkokennojen tehokkuus ei ole tarpeeksi korkea (ja tehokkaiden prototyyppien kustannukset ovat liian korkeat). Lisäksi tämä on tarve vähentää auton painoa niin paljon kuin mahdollista heikentämättä sen lujuutta, eli käyttää melko kalliita komposiittimateriaaleja.

Siitä huolimatta insinöörit jatkavat aktiivista työtä tähän suuntaan, koska aurinkoajoneuvojen lupaus on kiistaton. Tämä tarkoittaa, että tarvitaan tehokas, mutta ei liian kallis aurinkoakku ja kestäviä, mutta kevyitä koostumuksia koteloon (sähkömoottorin ja akkujen painoa ei voi laskea tietyn tason alapuolelle).

Millaisia ​​aurinkoautoja on olemassa?

Aurinkovoimalla toimivat autot erottuvat normaalista. Niiden muotoilu muistuttaa useimmiten jonkinlaisia ​​fantastisia tulevaisuuden laitteita, eikä täysin todellisia työkoneita. Tätä ei selitä niinkään kehittäjien mielikuvitus, vaan käytännön välttämättömyys. Loppujen lopuksi, jotta tällainen auto toimisi täysin, tarvitset melko paljon aurinkopaneeleja, joten peittoaluetta on lisättävä.

Stella - perheaurinkoauto Hollannista

Hollannissa (Eindhovenin tekninen yliopisto) he loivat konseptin, joka voi helposti vaatia "maailman ensimmäisen aurinkovoimalla toimivan perheauton" tittelin. Prototyyppi on nimeltään Stella ja siihen mahtuu neljä henkilöä. Lisäksi se ei vain mahdu, vaan myös mahdollistaa niiden mahtumisen melko mukavasti ohjaamoon. Lisäksi autossa on myös melko tilava tavaratila. Stellan runko on valmistettu hiilikuidusta ja alumiinista, joten konsepti painaa vain 380 kg, pituus 4,5 m ja leveys 1,65.

Joustavat korkean suorituskyvyn paneelit on asennettu auton katolle, ja ohjaus tapahtuu "älykkäällä ohjauspyörällä" ja kosketusnäytöllä (tavallisten painikkeiden sijaan). Stellan huippunopeus on 110 km/h, ja pimeällä sillä voi ajaa täyteen ladatuilla akuilla 600 km. Muuten, vuonna 2013 Stella osallistui varsin menestyksekkäästi World Solar Challengeen.

Kilpateknologiaa massoille

Venturi on tuonut markkinoille Astrolab-aurinkoauton. Lisäksi tämä ei ole vain konseptikehitys, se on täysimittainen kaupallinen malli, jonka kuka tahansa voi ostaa. Se on suunniteltu kahdelle matkustajalle. Formula 1 -kilpa-autojen pohjalta luodut auton tekniset ominaisuudet ovat varsin riittävät mukavaan jokapäiväiseen ajoon.

Asynkronisen moottorin teho on 16 kW, suurin nopeus 110-120 km/h, itse auton paino vain 300 kg. Astrolab on varustettu 7 kW/h akuilla ja kokonaispainolla 110 kg.

Kolme insinööriä Münchenistä on kehittänyt edullista aurinkovoimalla toimivaa sähköautoa kolmen vuoden ajan. Saksalaiset keräsivät varoja suunnittelu- ja suunnittelutyöhön joukkorahoituskampanjalla keräten muutamassa kuukaudessa yli 600 tuhatta euroa ensimmäisen käynnissä olevan prototyypin rakentamiseen ja testaukseen. Tuloksena on aurinkopaneeleilla varustettu sähköauto nimeltä Sion.

Kompaktiin runkoon asetettiin yhteensä 330 valokennoa, jotka suojattiin mekaaniselta rasitukselta ja haitallisilta ympäristöolosuhteilta ohuella polykarbonaattipinnoitteella. Itse aurinkopaneelit pystyvät tarjoamaan Sionille 30 kilometrin kantaman. Sono Motors suunnitteli valmistavansa "aurinkosähköauton", jossa on kaksi akkuvaihtoehtoa - kapasiteetti 14,4 ja 30 kWh.

Ensimmäisessä tapauksessa tehoreservi oli noin 100 kilometriä ja toisessa - jo 250 kilometriä. Päätettiin kuitenkin luopua "junior"-versiosta - asiakkaiden ennakkotilauksia saatiin vain "senior"-mallille. Järjestelmän käyttäminen nopea lataus Sähköauton akut voidaan ladata 80 % pistorasiasta vain 40 minuutissa. Akun voi kuitenkin ladata myös aurinkopaneeleilla – vain kahdeksassa tunnissa.

Keskipaneelissa on epätavallinen ohjaamon suodatin, joka perustuu... sammaleen. Kehittäjien mukaan sammal suodattaa jopa 20% pienistä pölyhiukkasista ja ylläpitää samalla vaadittua kosteustasoa matkustamossa. Siinä on myös 10 tuuman kosketusnäyttö. Sion myydään Euroopassa vuodesta 2019 alkaen vain 16 tuhannen euron hintaan, mutta hinta ei sisällä akkua: siitä pitää maksaa vielä 4000 tai vuokrata.

Viime vuosikymmenen aikana niin ehtymätön energialähde kuin auringonvalo on herättänyt yhä enemmän maailman yhteisön huomion. Aurinkoenergian käyttö liikenteessä on lupaava suunta liikenneteknologian kehittämisessä.
Aurinkoliikenneryhmään kuuluvat kaikki maa-, vesi- ja ilma-ajoneuvot, jotka käyttävät aurinkoenergiaa liikkumiseen. Tällaiset koneet on yleensä varustettu aurinkopaneeleilla, joiden valokennot muuntavat näkyvän auringonvalon, infrapuna- ja ultraviolettisäteilyn

sähköenergiaa, jota käytetään myöhemmin heidän sähkömoottoreidensa tehostamiseen.

Huolimatta siitä, että aurinkopaneelien käyttö ajoneuvojen energiaelementteinä on varsin lupaavaa, on olemassa joukko tekijöitä, jotka vaikuttavat negatiivisesti aurinkoteknologioiden kehittämisen ja käyttöönoton nopeuteen maailmanlaajuisessa infrastruktuurissa. Aurinkopaneelien käyttö tarjoaa korkean hyötysuhteen sähköajoneuvoihin kirkkaalla, aurinkoisella säällä, illalla ja yöllä sekä synkkäinä päivinä, mutta näiden aurinkokennojen käyttö on täysin epäkäytännöllistä. Tästä seuraa, että useimmissa nykyaikaisissa sähköliikenteessä on suositeltavaa käyttää aurinkopaneeleja yksinomaan sähkömoottoreiden lisäakkuina vakioakkujen ohella.

Vaikka auringonvalon käyttö on täysin ilmaista, aurinkopaneelikennojen luominen on melko kallista. Lisäksi 90 prosenttia aurinkopaneeleista on valmistettu piistä, mikä tekee niiden valmistamisesta ympäristön kannalta vaarallista. Tämä tekijä on yksi tärkeimmistä syistä hidastaa aurinkokuljetusteknologioiden nopeaa kehitystä maailmassa.

Aurinkomoduulien käyttöikä on noin 30 vuotta. Perinteisten aurinkopaneelien valmistajat antavat tuotteilleen tyypillisesti 10 vuoden takuun. Ongelmana näiden elementtien tehokkaassa käytössä sähköajoneuvoissa on kuitenkin se, että useimmat aurinkopaneelit on suunniteltu pysyvästi asennettaviksi eivätkä ne kestä tärinää. Lisäksi aurinkopaneelit ovat melko suuria ja lisäävät merkittävästi ajoneuvon rakenteen painoa.

Useimpien aurinkokennojen hyötysuhde on 10 % ja vain muutaman - 15 %. Siksi aurinkoautot pystyvät kilpailemaan bensiiniautojen kanssa vasta kehittyneempien ja halvempien aurinkoakkujen julkaisun jälkeen, joiden hyötysuhde on vähintään 50%.

Aurinkoajoneuvoissa käytettävien aurinkokennojen toimintaperiaate on tuottaa tasavirtaa, kun auringonvalo osuu niiden piikiekoihin. Aurinkokennojen ryhmää rakennettaessa käytetään kymmeniä tällaisia ​​kiekkoja, koska yksi piikiekko ei pysty tuottamaan merkittäviä virtoja. On loogista, että aurinkopaneelien kokonaisteho riippuu niissä käytettyjen piikiekkojen kokonaismäärästä ja niiden muodostamasta pinta-alasta. Aurinkopaneelien suorituskyky riippuu suoraan auringon säteilyn voimakkuudesta ja aurinkomoduulien sijoituskulmasta.

Aurinkopaneelien tuottama sähköenergia kertyy päiväsaikaan ajoneuvoon asennettuihin lisäakkuihin, ja sitä käytetään myöhemmin ajoneuvon liikuttamiseen.
Aurinkosähkökennojen käyttö voi merkittävästi lisätä sähköajoneuvojen toimintasädettä lataamatta sen akkuakkuja verkosta.

Aurinkoajoneuvojen tyypit

Aurinkoautot (aurinkovoimalla toimivat sähköajoneuvot)

Aurinkoautot käyttävät aurinkokennoja aurinkoenergian muuntamiseen sähköksi, joka sitten käyttää sähkömoottoria. Tyypillisesti aurinkoautot toimivat auringonvalossa päivällä ja käyttävät energiaa tavallisista akuista yöllä.

Aurinkoautojen muotoilu eroaa perinteisistä. Niiden lähes koko ulkorunko on peitetty aurinkopaneeleilla. Koska aurinkopaneelit ovat melko suuria, näiden ajoneuvojen valmistajat tekevät kaikkensa parantaakseen aerodynamiikkaa ja vähentääkseen aurinkoajoneuvojen kokonaispainoa. Useimmat käytännölliset aurinkoautomallit on suunniteltu kuljettamaan yksi tai kaksi matkustajaa.

Ensimmäinen William Koobin kehittämä aurinkoautomalli esiteltiin Chicagossa vuonna 1955 järjestetyssä kansainvälisessä näyttelyssä. Tämän ajoneuvon luoja vakuutti kaikille, että aurinkoautoja odottaa valoisa tulevaisuus, ja pian kaikki maailman moottoritiet ovat täynnä niitä. Näytti siltä, ​​että Koob olisi ollut oikeassa, mutta jostain syystä kaikki ei mennyt odotetusti... Aurinkoautojen kehitysprojektin rahoitus suljettiin suuren autoyhtiön Fordin vaikutuksesta. Ja vasta 80-luvulla, kun maailman yhteisö oli todella huolissaan ympäristön tilasta, ajatus aurinkoautojen valmistamisesta palasi jälleen.

Ensimmäinen tuotannossa oleva aurinkoauto, Venturi Astrolab, julkaistiin vuonna 2006. Malli oli varustettu asynkronisella sähkömoottorilla, jonka teho oli 16 kW ja vääntömomentti 50 Nm, 7 kWh nikkelimetallihybridiakulla ja 600 W aurinkopaneeliakulla.

Aurinkopaneelit

Kuten aiemmin mainittiin, aurinkopaneelit voivat koostua kymmenistä aurinkokennoista, jotka voivat muuntaa auringonvalon sähköksi. Yksittäiset aurinkokennot muodostavat moduuleja, jotka yhteen sijoitettuna muodostavat aurinkopaneeliryhmän. Suuret aurinkopaneelit pystyvät tuottamaan yli 2 kW sähköä.

Aurinkopaneelien sijoitus aurinkoajoneuvoihin voi olla:

• vaakasuoraan. Tämä on yleisin aurinkopaneelijärjestely aurinkoajoneuvoissa. Yleensä ne on integroitu näihin ajoneuvoihin vapaan katoksen muodossa.
• pystysuora. Tämä aurinkosähköelementtien kokoonpano on paljon harvinaisempi kuin vaakasuora. Tyypillisesti tällaisen suunnitelman sijoittaminen on tyypillistä ajoneuvoille, jotka aurinkoenergian lisäksi käyttävät tuulienergiaa toimintansa varmistamiseksi.
• säädettävällä kallistuksella.
• integroitu ajoneuvon koko ulkopinnalle. Joissakin autotyypeissä valmistajat peittävät jokaisen sentin ulkokorin rakenteesta aurinkokennoilla, joista osa aurinkokennoista on aina alttiina auringolle ja toiset varjossa.
• etä

Tyypillinen aurinkoauto voi kulkea noin 400 km aurinkopaneelin koko päivän tuottamalla energialla. Nopeimman aurinkoauton ennätys on Sunswift IV, jonka on kehittänyt ryhmä New South Walesin yliopiston opiskelijoita. Tämä aurinkoauto voi kiihtyä 88,8 km/h. Sunswift IV -projektin ennätysnopeus kirjattiin ja kirjattiin Guinnessin ennätysten kirjaan 7. tammikuuta 2011, ja itse opiskelija-luojille myönnettiin sertifikaatti, joka vahvistaa heidän kehityksensä ainutlaatuisuuden. Autoon asennetun aurinkopaneelin teho oli 1200 W, mikä vastaa perinteisen hiustenkuivaajan virrankulutusta.

Sunswift IV on rikkonut General Motorsin Sunraycerin aiemmin asettaman nopeusennätyksen.

Aurinkovoimalla toimivat bussit

Solar ovat sähköbusseja, joiden moottorit saavat voimansa suurelta osin katolle asennetuista aurinkopaneeleista. Aurinkopaneelien käyttö linja-autoissa voi vähentää energiankulutusta ja laajentaa elinkaari niiden vetoakkuja.

Aurinkoenergiabusseilla ei ole mitään yhteistä perinteisten linja-autojen kanssa, joissa aurinkokennoilla saadaan lisätehoa kuljetustarvikkeille (lämmitysjärjestelmät, ilmastointi jne.). Tämä linja-autojen lisävarustus on nykyään yleisin.

Aurinkopolkupyörät ja moottoripyörät

Harvat ihmiset tietävät, että ensimmäiset aurinkokennoilla varustetut ajoneuvot olivat sähköpolkupyöriä, ja useimmissa kehityshankkeissa käytettiin kolmipyöräisiä polkupyöriä. Näihin ajoneuvoihin asennettiin aurinkokennoja saranoidun, melko suuren katon, pienen paneelin muodossa takaosassa, tavaratilassa, kolmipyörään kiinnitettyyn perävaunuun tai virtaviivaistetun katon koko ulkopinnalle (jälkimmäinen kokoonpano). on tyypillistä vain suljetuille malleille). Hieman myöhemmin luotiin aurinkopolkupyörän malli kannettavalla taitettavalla aurinkopaneelilla, jolla oli mahdollista ladata vetoakkuja pysäköitynä.

Aurinkopolkupyörät ovat hybridi sähkömalleja, jotka käyttävät aurinkopaneelikennoja perinteisten polkupyörän sähkölaitteiden kanssa. Aurinkoenergiaakut, jotka muuttavat valovirran sähköksi, tarjoavat ajoakkujen lataamista sekä ajon aikana että pysäköitynä. Samanlaista aurinkolatausjärjestelmää käytetään aurinkomoottoripyörissä.

Kanadalainen Peter Sandler kehitti vuonna 2006 ensimmäisen täysin aurinkovoimaisen polkupyörän, joka pystyy liikkumaan yksinomaan auringonsäteiden avulla. Keksintö oli nimeltään E-V Sunny Bicycle. Tässä mallissa aurinkopaneelit oli integroitu pyöriin. Aurinkopaneelien tuottama energia mahdollisti pyörän kiihtymisen 30 km/h:iin.

Aurinkokennojen käyttö rautatie- ja vesiliikenteessä

Tällä hetkellä useat maat harjoittavat aurinkopaneelijärjestelmien asentamista tietyille sähköistetyille rautatien osille. Aurinkopaneeleista tehdyt tunnelit tuovat sähköä myös supernopeuksilla ohitse ajaville junille. Tällaiset aurinkovoimalat pystyvät tuottamaan tuhansia megawattituntia sähköä. Vastaava, 3,4 km pitkä aurinkopaneelitunneli toimii menestyksekkäästi esimerkiksi Pariisin ja Amsterdamin välillä.

Myös itse junat on varustettu aurinkopaneeleilla. Hyvä esimerkki on Intiassa Kalkan ja Shimlan asemien välillä kulkeva veturi, jota kutsutaan Himalajan kuningattareksi. Tämä juna on varustettu 100 W aurinkopaneeleilla, joten se kulkee yhdellä latauksella noin kaksi päivää.

Viime aikoihin asti aurinkoveneet rajoittuivat jokiin ja kanaviin, mutta vuonna 2007 Sun 21 -aurinkovene teki ensimmäisen kokeellisen pitkän matkansa. Hän ylitti Atlantin valtameren vain 29 päivässä ja ansaitsi hänelle Guinnessin maailmanennätyksen maailman nopeimman transatlanttisen ylityksen suorittamisesta yksin aurinkovoimalla. Aurinkovene oli varustettu aurinkopaneeleilla, joiden energian ansiosta se pystyi liikkumaan tasaisella nopeudella 10-12 km/h ympäri vuorokauden.

Toukokuussa 2012 aurinkovene Turanor PlanetSolar sai päätökseen maailmanympärimatkansa. 30 metriä pitkä ja 15,2 metriä leveä aurinkolaiva lähti Monacon satamasta syyskuussa 2010. Tämä on ensimmäinen kokonaan aurinkovoimalla tehty matka maailman ympäri. Turanor PlanetSolar on suurin koskaan rakennettu vesikulkuneuvo.

Lentokoneet

Insinöörit ympäri maailmaa työskentelevät luodakseen aurinkopaneeleilla varustettuja ilma-ajoneuvoja. Nykyään aurinko- ja hybridi-ilmalaivat ovat yleisimpiä aurinkolentoliikenteessä.
Erityisen mielenkiintoista on miehittämättömien ilma-alusten (UAV) kehittäminen. Aurinkoenergia voisi antaa niiden pysyä ilmassa jopa useita kuukausia. Tällaiset lentokoneet voisivat ratkaista joitakin satelliittien kaltaisia ​​ongelmia.

Ensimmäinen onnistunut kokeellinen 48 tunnin aurinkolentäjälento tapahtui syyskuussa 2007.

Vuonna 2010 aurinkokone teki 26 tunnin koelennon Sveitsissä, joka alkoi 8. heinäkuuta kello 7 ja päättyi klo 9. seuraava päivä. Kone nousi ensin noin 8500 metrin korkeuteen ja putosi illan aikana 1500 metrin korkeuteen, jossa se pysyi yön yli. Vain 15 päivää myöhemmin, 23. heinäkuuta 2010, brittiläinen puolustusyhtiö QinetiQ järjesti kokeellisen lennon Zephyr-6-aurinkokevyen miehittämättömän ilma-aluksen mallilleen. Tästä lennosta tuli ennätys - 30 kg painava miehittämätön ilma-alus vietti yli kaksi viikkoa (336 tuntia) ilmassa lentäen Arizonan taivaalla.

Aurinkoenergia avaruusaluksiin

Aurinkoenergiaa käytetään usein aurinkokunnassa toimivien satelliittien ja avaruusalusten virtalähteenä, koska se voi toimia energianlähteenä melko pitkän ajan ilman ylimääräistä polttoainemassaa.

Satelliiteissa on useita radiolähettimiä, joiden on toimittava vakiotilassa. Aurinkoenergiaa ei yleensä käytetä satelliitin paikan säätämiseen, mutta sitä käytetään tukemaan polttoaineen syöttöprosessia.

© Sergey Voltaire 2013
Kaikenlainen artikkelimateriaalin kopioiminen, uudelleenpainottaminen ja levittäminen ilman tekijänoikeuden haltijan lupaa on kiellettyä ja siitä on lain mukaan syytetty. Tekijänoikeusloukkauksia tarkastellaan Ukrainan lain "Tekijänoikeuksista ja lähioikeuksista" pykälän 52, Ukrainan rikoslain 176 pykälän, Ukrainan siviililain 432 pykälän, Ukrainan lain 51-2 artiklan mukaisesti. hallintorikoksista.

Viime vuosisadan puolivälissä yhdessä General Motorsin autonäyttelyssä esiteltiin ensimmäistä kertaa ensimmäinen aurinkovoimalla toimiva auto, jonka liikkeellepanevana voimana oli auringosta saatava seleeniakulla toimiva sähkömoottori. Sen pituus oli vain noin puoli metriä, ja ajoneuvon katolla oli hieman yli kymmenen akkua.

Auton suunnittelija oli yrityksen insinööri William Cobb, jonka tutkimus oli tuolloin vahvasti yhtiön rahoittama, mikä lupasi suuren harppauksen aurinkovoimaisten autojen kehityksessä. Pian tutkimusta kuitenkin rajoitettiin ja sen tulokset unohdettiin lähes kolmeksikymmeneksi vuodeksi.

Sähköauto tänään: läpimurto tulevaisuuteen

Ja vasta viime vuosisadan 1990-luvun alussa, kun aurinkopaneelien tehokkuus nousi 15 prosenttiin, alkoi yksittäisten keksijöiden aurinkomatkapuhelinten keksinnön puomi, joka sisälsi myöhemmin suuria autokonserneja. Varsin äskettäin Boeingin divisioona Spektrolab kehitti paneeleja, joiden hyötysuhde oli noin 36 %, mikä oli todellinen läpimurto aurinkoenergian käytössä.

Nykyään sähköajoneuvojen tuotanto aurinkoakun avulla on materiaalitieteen uusimpien teknisten keksintöjen ja löytöjen keskipisteenä. Loppujen lopuksi paneelien alhainen hyötysuhde on kompensoitava pienillä mekaanisilla häviöillä ja itse laitteiston pienellä painolla.

Siksi näissä malleissa käytetään voimansiirto-alan viimeisimpiä keksintöjä, ne on varustettu pienimmän vierintävastuksen omaavilla renkailla ja niiden rungoissa on käytetty kevyimpiä lujia komposiittimateriaaleja. Lisäksi aurinkosähköautot toimivat konsepteina autoteollisuuden uusimpien saavutusten testaamiseen.

Näin ollen kevyitä harjattomia tasavirtasähkömoottoreita, joiden navat on valmistettu harvinaisten maametallien magneettisista materiaaleista, on kehitetty erityisesti sähköajoneuvoja varten. Ja useisiin ajoneuvoihin, jotta vaihteiston mekaaniset häviöt voitaisiin eliminoida kokonaan, he alkoivat asentaa niin kutsuttuja pyörämoottoreita, kun sähkömoottori sijaitsee suoraan auton jokaisessa pyörässä. Rengasyritykset, kuten Michelin, Dunlop ja useat muut, kehittävät erityisesti sähköajoneuvoihin tarkoitettuja renkaita, joiden vierintävastuskerroin on tällä hetkellä 0,007. Samanlaisia ​​korkean tason energiaa säästäviä renkaita, joissa käytetään sähköajoneuvojen kehitystä, kehitetään perinteisiin tuotantomalleihin.

Suuri apu autonvalmistajille oli aurinkoenergia-akkujen keksiminen, jotka ovat niin ohuita, että ne voidaan varustaa paitsi katolla, myös millä tahansa auton pinnalla, mikä lisää valoenergian absorptiopinta-alaa. Viime aikoina tuotantomallien virtalähdettä suunniteltaessa aurinkopaneeleja on alettu käyttää mikroilmastojärjestelmien, multimediajärjestelmien ja autojen akkujen latausjärjestelmien virtalähteenä parkkipaikoilla. Sähköajoneuvojen aerodynaaminen vastuskerroin on saavuttanut pienimmän mahdollisen arvon (0,1).

Uusi urheilu - aurinkoautoralli

Aurinkokäyttöisten autojen kehitysbuumin seurauksena on syntynyt uusi urheilulaji, brainsport, jossa Australiassa järjestetään vuosittain aurinkoautorallit noin 3 000 km:n matkalla Darwinin ja Adelaiden kaupunkien välillä. Nämä kilpailut houkuttelevat tuhansia katsojia, ja miljoonat katsovat niitä televisiosta. Nämä kilpailut eivät jää huomioimatta suuret autoteollisuusyritykset, jotka ymmärtävät, että tämäntyyppinen energia on tulevaisuutta.

Yli viidenkymmenen vuoden kehityksen tulos on ollut useita sähköajoneuvoja, joissa on voimansa aurinkoenergian sähköenergiaksi muuntavilla paneeleilla.

Joten vuonna 1996 Australian rallissa Honda's Dream -auto ajoi 3010 kilometriä nopeudella 90 km/h ja huippunopeudella 135 km/h.

Samana vuonna General Motors esitteli Sunracer-auton, joka kiihtyy 100 km/h 9 sekunnissa ja jonka huippunopeus on 130 km/h. Se oli varustettu edistyneellä, tuolloin tehokkaalla sähkömoottorilla, ja se pystyi kulkemaan noin 100 kilometriä perinteisillä lyijyakuilla.

Yhdessä Australian kilpailussa Michiganin yliopiston opiskelijoiden ideat sijoittuivat kolmannelle sijalle. Momentum-auto saavutti 105 km/h nopeuden kuljettaessaan kuljettajaa ja yli 3000 aurinkopaneelin paneeleja. Moottorin teho oli 2 kW ja paino 290 kiloa kuljettaja mukaan lukien. Laitteessa on kolme pyörää, joiden leveys on vain 65 millimetriä vierintävastuksen vähentämiseksi.

Australian rallin voitti vuosina 2001 ja 2003 Nuna3-autoilla ajava hollantilaisten kuljettajien tiimi, joka suoritti matkan 29 tunnissa ja 11 minuutissa keskinopeudella 102,75 km/h. Tämän auton teoreettinen maksiminopeus on 170 km/h.

Uusien hankkeiden kehittäminen

Ranskalaisella Venturilla on kaksi aurinkovoimalla toimivaa autoprojektia, jotka ovat lähes tuotantovalmiita: Ecletic ja Astrolab. Ecleticissä on katto, siihen sijoitettu aurinkopaneeli ja sähkömoottori, jonka teho on 22 hv, jonka avulla se voi kulkea 50 km/h nopeudella noin 50 kilometriä. Astrolabin edistyneempi kopio pystyy kattamaan 110 kilometriä ja joillain alueilla jopa 120 km/h nopeuden.

Äskettäin esiteltiin Etelä-Australian yliopiston opettajien ja opiskelijoiden tiimin kehittämä aurinkovoimalla toimiva auto. Trev-mallin kiihtyvyys 100 km/h on 10 sekuntia ja huippunopeus 150 km/h. Yli 150 kilometrin kantama tarjoaa 44 kiloa painava litiumakku, joka ladataan aurinkopaneelista. Autossa on 2 istuinta ja melko iso tavaratila. Laite painaa 270 kiloa, on varustettu tehokkaalla sähkökäytöllä matala taso melua ja rakenteellisesti voidaan käyttää yleisillä teillä. Kehittäjät asettavat Sun Mobilen lähitulevaisuuden kaupunkiliikenteeksi.

Tällaisen ajoneuvon hinta ylittää puoli miljoonaa dollaria, ja jotkut esimerkit saavuttavat 2 miljoonan kustannukset, kuten Honda Corporationin Dream. Siksi auringosta energiaa ottavia paneeleja käyttävien autojen massatuotantoa ei todennäköisesti tule pian. Sillä välin tällaiset mallit voivat löytää omistajan, jolla on riittävä pääoma. On totta, että eräs venezuelalainen tuotantoyhtiö ilmoitti aurinkovoimalla toimivien autojen ja pienten kuorma-autojen pian julkaisusta, joiden hinta on enintään 6 000 dollaria, mutta asiat eivät ole vielä menneet lupauksia pidemmälle.

Sähköauton hyvät ja huonot puolet

Riippumatta siitä, miten tämä liikenteen kehityssuunta kehittyy, aurinkovoimalla toimivissa autoissa on monia myönteisiä ominaisuuksia, jotka voivat aiheuttaa tuhoa polttomoottorilla varustetuille ajoneuvoille:

• rajoittamaton käyttöteho käyttämällä päivänvalon aikana kertynyttä energiaa;
• huoltoasemaverkoston puute;
• aurinkopaneelin pitkä käyttöikä;
• haitallisten päästöjen täydellinen puuttuminen;
• ilmaista energiaa.

Sillä välin näistä eduista tulee päinvastoin aurinkomatkapuhelinten haittoja, jotka eivät salli niiden muodostumista laajalle levinneeksi kulkuvälineeksi.

Aurinkovoimalla toimivat autot ovat läsnä lähes jokaisen suuren autoalan ohjelmassa. Lisäksi sama koskee pienten suunnittelutoimistojen ja oppilaitosryhmien rahoituskehitystä tällä alueella. Asiantuntijoiden mukaan sarjasähköauto voi ilmestyä vasta, kun aurinkoakun hyötysuhde saavuttaa 50%. Silloin aurinkovoimalla toimivat autot pystyvät kilpailemaan menestyksekkäästi polttomoottorikäyttöisten autojen kanssa.

Koko maailma kokee polttoainekriisin: öljyvarat sulavat joka päivä, ja sen kulutuksen määrä päinvastoin kasvaa. Ympäristökatastrofi lähestyy maailmaa: joka päivä autot päästävät ympäristöön valtavia määriä pakokaasuja. Tutkijat yrittävät ratkaista kaikki nämä ongelmat yhdellä erittäin mielenkiintoisella ja mikä tärkeintä hyödyllisellä kehityksellä - aurinkoparistoilla toimivalla autolla. Ja tämä ei ole tieteisfiktiota, vaan hyvin todellinen idea, jota on toteutettu menestyksekkäästi useiden vuosien ajan.

Aurinkovoimalla toimivat autot tunnettiin jo vuonna 1982. Keksijä Hans Tolstrup ylitti Australian sellaisella autolla, mutta sen nopeus oli vain 20 km/h. Ja 14 vuoden kuluttua aurinkoautojen nopeus nousi 135 km/h. Tämä on täsmälleen sama luku, jonka nopeusmittari näyttää "aurinkoisen" auton "Dream", joka voitti IV kansainvälisen rallin. Samaa mieltä, tämä on erinomainen indikaattori autolle, joka toimii yksinomaan auringon säteilyllä, mutta tämä "unelma" maksoi 2 miljoonaa dollaria.

Aurinkosähköautojen kehitys

Aurinkosähköauto, kuten nimestä voi päätellä, käyttää aurinkoenergiaa toimiakseen. Yksi tämän prosessin tärkeimmistä linkeistä on valomuuntimet, jotka ovat vastuussa aurinkoenergian kertymisestä. Näin ollen tällainen auto muuttuu ympäristön vihollisesta liittolaiseksi, koska ympäristöystävällinen auringonvalo toimii energianlähteenä.

Tietenkin on vielä liian aikaista puhua aurinkosähköajoneuvojen laajasta käytöstä. Suurin ongelma, joka on vielä ratkaisematta, on käytettyjen aurinkokennojen alhainen hyötysuhde. Nykyään luku on 12 prosenttia. Aurinkoautojen helpottamiseksi saavutettavuuden parantamiseksi tarvitaan:

1. Vähennä valomuuntimien kustannuksia merkittävästi.
2. Kasvata hyötytehoa vähintään 40 %:iin.
3. Vähennä auton painoa, mikä vähentää kulutetun energian määrää.

Mutta edistys ei pysähdy, ja tutkijat työskentelevät joka päivä aurinkoajoneuvojen uusien kehityskulkujen parissa. Ensinnäkin parannukset vaikuttivat aurinkovoimalla toimivaan moottoriin. Joten uusimmat "aurinko-autojen" mallit käyttävät kevyitä harjattomia tasavirtamoottoreita, joiden hyötysuhde on 98%. Käytössä on myös hidaskäyntisiä moottoreita, jotka on rakennettu suoraan vetopyöriin, mikä estää energiahäviön voimansiirron aikana.

Uusi kehitys vaikutti myös pyöriin. Nykyään aurinkoajoneuvoissa käytetään renkaita, joiden vierintävastuskerroin on pieni. Micheliniä pidetään johtavana tällaisten renkaiden valmistuksessa. Aurinkopaneelien energiaa käytetään muun muassa radion, navigaattorin, ilmastointilaitteen ja muiden mukavaa ja turvallista ajamista palvelevien auton laitteiden virtalähteenä.

Myös parannukset vaikuttivat ulkomuoto"aurinkoauto" Loppujen lopuksi ensi silmäyksellä et edes heti ymmärrä, että edessäsi on tavallinen auto. Mutta tätä ei selitä aurinkovoimalla toimivaa autoa kehittävien suunnittelijoiden mielikuvitus, vaan välttämättömyys. Loppujen lopuksi tällaisen auton matkustamiseen useita kymmeniä kilometrejä tarvitaan huomattava määrä energiaa, jonka voi tarjota vain laaja-alainen aurinkoakku. Joten käy ilmi, että aurinkoautot eivät näytä tavalliselta ajoneuvolta, vaan avaruusalukselta jostain tieteis-toimintaelokuvasta. Joten jos rakastat kaikkea luovaa, aurinkokelkka sopii varmasti makuusi.

Aurinkoautoluokan ikimuistoisimmat edustajat

Aurinkovoimalla toimiva Ecletic-auto on yksi ranskalaisen Venturi-yhtiön kehityksestä. Tämän auton erottuva piirre on sen 22 hv:n teho. On syytä huomata, että useimmissa aurinkoajoneuvoissa tämä luku ei ylitä 1 hv. aurinkoakun pinta-alalla 2 neliömetriä. Ecletic toimii yksinomaan ilman polttoainetta.

Esimerkiksi ilman latausta tällainen auto voi kulkea 50 km keskinopeudella 50 km/h. Aurinkoenergian lisäksi Ecletic voi käyttää tuulienergiaa, joka riittää vain 15 kilometriin. Mutta pilvisellä säällä voit ladata auton tavallisesta pistorasiasta; se kestää vain 5 tuntia.

Astrolab

Astrolab-aurinkoajoneuvojen valmistaja on myös Venturin omistuksessa. Tämä malli osoittautui edistyneemmäksi kuin Ecletic. Sen suurin nopeus on 120 km/h ja se voi kulkea jopa 110 km. Aurinkosähkökennojen pinta-ala oli 3,6 neliömetriä. Eikä auton hintakaan pettänyt meitä - 92 tuhatta euroa, mikä on tarkalleen kuinka paljon joudut maksamaan tästä modernin autotekniikan ihmeestä.

Kehittäjät onnistuivat saavuttamaan niin korkeat tekniset ominaisuudet auton muodon ansiosta. Se on suunniteltu samalla tavalla kuin Formula 1:ssä mukana olevat autot. Lisäsuojana käytetään ultrakevyt hiilimonokokki. Astrolabin suunnittelija oli kuuluisa Sasha Lakic, joka vertasi uutta mallia pyörillä olevaan siipiin.

Solar World GT

Aurinkovoimalla toimivan sähköauton Solar World GT:n kehitys ei ole vielä valmis. Sveitsiläisen Green GT:n mukaan sähköisellä superautolla on seuraavat tekniset ominaisuudet:

• kiihtyvyys 100 km:iin vain 4 sekunnissa;
• suurin nopeus on 275 km/h;
• Sähkövoimalaitoksen teho nousee 350-400 hv:iin.

Mutta kaikki nämä luvut ovat toistaiseksi vain suunnitelmia, ja tiedämme vasta sen jälkeen, kun Solar World GT on esitelty suurelle yleisölle.

Aurinkoakun asentaminen autoon

Jos haluat liittyä aurinkoenergiaan, mutta sinulla ei ole vielä varaa todelliseen aurinkoautoon, voit hyödyntää joka päivä asemaansa vahvistavaa ideaa - aurinkopaneelin asentamista auton katolle. Lisäksi sitä eivät käytä vain käsityöläiset, vaan myös maailmanlaajuisen autoteollisuuden jättiläiset, kuten Toyota, BMW ja muut. Kertynyt energia ei tietenkään riitä liikkumaan vapaasti kaupungissa, mutta voit käyttää navigointijärjestelmääsi tai ilmastointilaitettasi aurinkoenergialla.

Muutama vuosi sitten Toyota ilmoitti aurinkopaneelien asentamisesta Prius-hybridiauton "huippuversioon". Vain tämän vaihtoehdon läsnäolo aiheutti tämän auton hinnan jyrkän nousun. Silti valokennot ovat kalliimpia joka päivä, ja itse kertyneen energian varastointiprosessi on melko monimutkainen. Mercedes Benz LKS 2012 ei ole vähemmän suosittu, jonka katolle kehittäjät asensivat myös aurinkoakun.

Auton aurinkoakku on suunniteltu ylläpitämään virtaa sähköä kuluttaville laitteille sekä ylläpitämään akun latausta pitkäaikaisen pysäköinnin aikana. Tällaisten akkujen teho vaihtelee 40 - 70 W. Akun lisäksi tarvitset erityisen ohjaimen. Latauksen ja purkauksen säätely on välttämätöntä, koska sääolosuhteiden muuttuessa sekä päivän ja yön vaihtuessa voidaan havaita käytettävien valokennojen erilaisia ​​toimintatapoja.

Race Darwin - Adelaide - testaa aurinkoautojen ominaisuuksia

Jos olet edes vähän perehtynyt aurinkovoimalla toimiviin autoihin, olet varmasti kuullut kuuluisimmista kilpailuista, jotka järjestetään joka 2. vuosi Australiassa. Vain aurinkoenergiaa käyttävät autot osallistuvat niihin. Ne aloitti Hans Tholstrup, josta kerroimme artikkelin alussa. Darwin - Adelaide -kilpailu rohkaisee kaikkia ympäristömme kohtalosta välittäviä aktivisteja kehittämään uusia parannuksia aurinkoautoihin.
Kilpailun järjestäjät asettavat melko tiukat vaatimukset kaikille osallistujille:

1. käytettävien akkujen kapasiteetti ei saa ylittää 5 kW/h;
2. liikenne moottoritiellä tiukasti aikataulun mukaan klo 8-17.
3. kuljettaja ei saa painaa alle 80 kg, muuten sähköajoneuvoon kiinnitetään lisäpainolastia;
4. Joukkueessa tulee olla 2-4 kuljettajaa.

Vuonna 2011 kilpailuun osallistui 37 joukkuetta, mutta vain 7 heistä pystyi suorittamaan matkan. Ensimmäisenä maaliin tuli japanilaisen joukkueen aurinkovoimalla toimiva auto. Hollantilaiset olivat toisella sijalla ja amerikkalaiset kolmannella. Tokai Challenger 2 -kilpailun voittaja (kuva Tokai Challenger 2) kesti 32 tuntia ja 45 minuuttia kilparadan suorittamiseen. Aurinkokelkan keskinopeus oli 91,5 km/h ja huippunopeus 160 km/h. Kuten näemme, edistystä on ilmeistä.

Ja vuonna 2013 Eindhovenin teknisen yliopiston opiskelijat Alankomaista voittivat. Heidän nelipaikkainen aurinkovoimalla toimiva autonsa nimeltä Stella saavuttaa jopa 110 km/h nopeuden, ja piipaneelien keräämää aurinkoenergiaa riittää 600 kilometriin, mikäli auringonvaloa ei ole. Stella painaa 380 kg, pituus 4,5 metriä ja leveys 1,65 metriä. Aurinkoauton rakenne on valmistettu alumiinista ja hiilikuidusta.

Aurinkovoimalla toimivat autot tulevat elämäämme hitaasti mutta varmasti. Kuluu useita vuosikymmeniä, ja aurinkokelkka lakkaa olemasta jotain kaukaista ja saavuttamatonta. Ainutlaatuisesta kehityksestä siitä tulee massaliikenneväline. Ja vaikka nykyään monet pitävät "aurinko-autoa" fantastisena leluna rikkaille, tulee varmasti aika, jolloin kaikki muuttuu. Loppujen lopuksi, kuten historia osoittaa, monista asioista, jotka aiheuttivat väärinkäsityksiä ja varovaisuutta ihmisten keskuudessa, on nykyään tullut olennainen osa elämäämme.

Artikkelin on laatinut Abdullina Regina

Seuraava video näyttää toisen esimerkin aurinkoenergialla toimivasta autosta: