Į ateitį saulės automobilyje. Saulės automobilis – nuo ​​žaislo iki tikros alternatyvios Saulės mašinos

Jau seniai žinoma, kad fotoplokštes galima montuoti ant automobilių stogų. Tačiau mažai kas galvoja, kad jau sukurtas pilnavertis saulės energija varomas automobilis, kuris varomas tik saulės energija. Be to, tai ne pavieniai išradėjų mėgėjų pavyzdžiai, o visiškai moderni didelių įmonių plėtra.

Be to, yra net specialus čempionatas, kuriame teisę varžytis turi tik saulės energija varomi automobiliai. Jis vadinamas Pasaulio saulės iššūkiu ir vyksta Australijoje. Pagal reglamentą dalyviai turi įveikti 3000 km atstumą, skiriantį Darviną nuo Adelaidės (tai yra, pervažiuoti visą Australiją iš šiaurės į pietus), nenaudodami jokių papildomų energijos šaltinių. Šis čempionatas vyksta kas dvejus metus, 2013 m. Jame varžėsi 40 komandų iš daugiau nei 20 dalyvaujančių šalių. Tada pergalę iškovojo olandas Nuon, jo automobilis, nepaisant prastų oro sąlygų, išlaikė vidutinį 90 km/h greitį.

Saulės automobilių ypatybės

Taigi saulės energija varomi automobiliai nebėra mitas, o įprasta realybė. Tiesa, pavadinimas „automobilis“ nėra visiškai teisingas, tai yra elektromobilis, nes jame sumontuotas elektros variklis. Ant automobilio stogo dedamos foto plokštės, kurios aprūpina variklį energija. Taip pat yra galingų baterijų, reikalingų energijai kaupti. Be to, paprastai gamintojai siūlo kombinuotą akumuliatorių įkrovimo variantą. Tai yra, jei reikia, juos galima įkrauti iš specialaus elektros tinklo. Tai daroma siekiant padidinti saulės automobilio patikimumą ir tarnavimo laiką.

Nauda iš masinis naudojimas tokios saulės elektrinės transporto priemonės yra akivaizdžios. Tai apima aplinkos taršos nebuvimą, naudojimo paprastumą ir nepriklausomybę nuo degalinių. Tačiau yra nemažai problemų. Visų pirma, šiuolaikinių saulės elementų efektyvumas nėra pakankamai aukštas (o didelio našumo prototipų kaina yra per didelė). Be to, tai yra būtinybė kuo labiau sumažinti automobilio svorį nesumažinant jo stiprumo, tai yra, naudojant gana brangias kompozitines medžiagas.

Nepaisant to, inžinieriai ir toliau aktyviai dirba šia kryptimi, nes saulės transporto priemonių pažadas nekelia abejonių. Tai reiškia, kad reikalinga efektyvi, bet ne per brangi saulės baterija ir patvarios, bet lengvos kompozicijos korpusui (juk elektros variklio ir baterijų svoris negali būti nuleistas žemiau tam tikro lygio).

Kokių tipų saulės automobiliai yra?

Saulės energija varomi automobiliai išsiskiria iš normos. Jų konstrukcija dažniausiai primena kažkokius fantastiškus ateities prietaisus, o ne visiškai tikras veikiančias mašinas. Tai paaiškinama ne tiek kūrėjų fantazija, kiek praktine būtinybe. Juk tam, kad toks automobilis pilnai veiktų, reikia gana daug saulės baterijų, todėl tenka didinti aprėpties plotą.

Stella - šeimos saulės automobilis iš Olandijos

Olandijoje (Eindhoveno technikos universitetas) jie sukūrė koncepciją, kuri gali pretenduoti į „pirmojo pasaulyje saulės energija varomo šeimos automobilio“ titulą. Prototipas pavadintas Stella ir jame telpa keturi žmonės. Be to, jis ne tik talpina, bet ir leidžia gana patogiai įsitaisyti salone. Be to, automobilis turi ir gana erdvią bagažinę. Stella korpusas pagamintas iš anglies pluošto ir aliuminio, todėl koncepcija sveria tik 380 kg, o ilgis – 4,5 m, o plotis – 1,65.

Ant automobilio stogo sumontuotos lanksčios didelio našumo plokštės, o valdymas atliekamas naudojant „išmanųjį vairą“ ir jutiklinį ekraną (vietoj įprastų mygtukų). Maksimalus „Stella“ greitis siekia 110 km/h, o tamsoje su pilnai įkrautomis baterijomis ji gali nuvažiuoti 600 km. Beje, 2013 m Stella gana sėkmingai dalyvavo „World Solar Challenge“.

Lenktynių technologija masėms

„Venturi“ pristatė saulės automobilį „Astrolab“. Be to, tai ne tik koncepcijos kūrimas, bet ir visavertis komercinis modelis, kurį gali įsigyti kiekvienas. Jis skirtas dviems keleiviams. Formulės 1 lenktyninių automobilių pagrindu sukurto automobilio techninės charakteristikos yra visiškai pakankamos patogiam kasdieniniam vairavimui.

Asinchroninio variklio galia – 16 kW, maksimalus greitis – 110-120 km/h, paties automobilio svoris – tik 300 kg. Astrolab komplektuojamas su 7 kW/h baterijomis, kurių bendras svoris – 110 kg.

Trys inžinieriai iš Miuncheno trejus metus kūrė įperkamą saulės energija varomą elektromobilį. Lėšas inžineriniams ir projektavimo darbams vokiečiai surinko per sutelktinio finansavimo kampaniją, per kelis mėnesius surinkę daugiau nei 600 tūkstančių eurų pirmojo veikiančio prototipo statybai ir jo bandymams. Rezultatas – elektromobilis „Sion“, aprūpintas saulės baterijomis.

Iš viso ant kompaktiško korpuso buvo uždėta 330 fotoelementų, nuo mechaninių įtempių ir nepalankių aplinkos sąlygų apsaugotų plona polikarbonato danga. Pačios saulės baterijos gali užtikrinti Sion 30 kilometrų atstumą. „Sono Motors“ planavo gaminti „saulės“ elektromobilį su dviem akumuliatorių variantais - 14,4 ir 30 kWh talpos.

Pirmuoju atveju galios rezervas siekė apie 100 kilometrų, o antruoju – jau 250 kilometrų. Tačiau buvo nuspręsta atsisakyti „jaunesniosios“ versijos - klientų išankstiniai užsakymai buvo gauti tik „vyresniajam“ modeliui. Sistemos naudojimas greitas įkrovimas Elektromobilių akumuliatorius iki 80% galima įkrauti iš elektros lizdo vos per 40 minučių. Tačiau bateriją galima įkrauti ir naudojant saulės baterijas – vos per aštuonias valandas.

Centriniame skydelyje yra neįprastas salono filtras, pagrįstas... samanomis. Kūrėjų teigimu, samanos filtruoja iki 20% smulkių dulkių dalelių ir tuo pačiu palaiko reikiamą drėgmės lygį salone. Taip pat yra 10 colių jutiklinis ekranas. „Sion“ Europoje nuo 2019 metų bus parduodamas tik už 16 tūkstančių eurų, tačiau į kainą neįskaičiuotas akumuliatorius: už jį reikia sumokėti dar 4 tūkst., arba išsinuomoti.

Pastarąjį dešimtmetį toks neišsenkantis energijos šaltinis kaip saulės šviesa vis labiau patraukė pasaulio bendruomenės dėmesį. Saulės energijos panaudojimas transportui yra perspektyvi transporto technologijų plėtros kryptis.
Saulės transporto grupei priklauso visos sausumos, vandens ir oro transporto priemonės, kurios judėjimui naudoja saulės energiją. Tokiose mašinose dažniausiai įrengiamos saulės baterijos, kurių fotoelementai matomą saulės šviesą, infraraudonąją ir ultravioletinę spinduliuotę paverčia

elektros energijos, kuri vėliau naudojama elektros varikliams maitinti.

Nepaisant to, kad saulės baterijų, kaip transporto priemonių energijos elementų, naudojimas yra gana perspektyvus, egzistuoja grupė veiksnių, kurie neigiamai veikia saulės technologijų plėtros ir diegimo greitį pasaulinėje infrastruktūroje. Nors saulės baterijų naudojimas užtikrina didelį elektromobilių efektyvumą giedru, saulėtu oru, vakare ir naktį, taip pat niūriomis dienomis, šių fotovoltinių elementų naudojimas yra visiškai nepraktiškas. Iš to išplaukus, daugumoje šiuolaikinių elektros transporto priemonių saulės baterijas patartina naudoti tik kaip papildomas elektros variklių baterijas kartu su standartinėmis baterijomis.

Nors saulės šviesa yra visiškai nemokama, saulės baterijų elementų kūrimas yra gana brangus. Be to, 90 procentų saulės baterijų yra pagamintos iš silicio, todėl jų gamyba yra nesaugi aplinkai. Šis veiksnys yra viena iš pagrindinių priežasčių, stabdančių sparčią saulės transporto technologijų plėtrą pasaulyje.

Saulės modulių tarnavimo laikas yra apie 30 metų. Tradicinių saulės baterijų gamintojai savo gaminiams paprastai suteikia 10 metų garantiją. Tačiau efektyvaus šių elementų naudojimo elektrinėse transporto priemonėse problema yra ta, kad dauguma fotovoltinių plokščių yra skirtos nuolatiniam montavimui ir neatlaiko vibracijos. Be to, saulės baterijos yra gana didelės ir žymiai padidina transporto priemonės konstrukcijos svorį.

Daugumos saulės elementų efektyvumas siekia 10%, o tik kai kurių – 15%. Todėl saulės automobiliai galės konkuruoti su benzininiais automobiliais tik tada, kai bus išleistos pažangesnės ir pigesnės saulės baterijos, kurių efektyvumas ne mažesnis kaip 50%.

Saulės energijos transporto priemonėse naudojamų saulės elementų veikimo principas yra gaminti nuolatinę srovę, kai saulės spinduliai patenka į jų silicio plokšteles. Konstruojant saulės elementų masyvą, naudojama dešimtys tokių plokštelių, nes viena silicio plokštelė nepajėgia sukurti didelių srovių. Logiška, kad bendra saulės baterijų galia priklauso nuo bendro joje naudojamų silicio plokštelių skaičiaus ir jų sukuriamo paviršiaus ploto. Saulės baterijų našumas tiesiogiai priklauso nuo saulės spinduliuotės intensyvumo ir saulės modulių išdėstymo kampo.

Saulės baterijų generuojama elektros energija dienos metu kaupiama papildomose automobilyje sumontuotose baterijose, o vėliau naudojama transporto priemonei judėti.
Fotovoltinių elementų naudojimas gali žymiai padidinti elektromobilių diapazoną, neįkraunant jų traukos akumuliatorių iš elektros tinklo.

Saulės energijos transporto priemonių tipai

Saulės automobiliai (saulės energija varomos elektrinės transporto priemonės)

Saulės automobiliai naudoja fotovoltinius elementus, kad saulės energiją paverstų elektra, kuri vėliau maitina elektros variklį. Paprastai saulės automobiliai dieną veikia saulės šviesoje, o naktį naudoja energiją iš standartinių baterijų.

Saulės automobilių dizainas skiriasi nuo tradicinių. Beveik visas jų išorinis korpusas yra padengtas saulės baterijomis. Kadangi saulės baterijos yra gana didelės, šių transporto priemonių gamintojai daro viską, kad pagerintų aerodinamiką ir sumažintų bendrą saulės energijos transporto priemonių svorį. Dauguma praktinių saulės automobilių modelių yra skirti vežti vieną ar du keleivius.

Pirmasis saulės automobilio modelis, sukurtas Williamo Koobo, buvo pristatytas tarptautinėje parodoje Čikagoje dar 1955 m. Šios transporto priemonės kūrėjas visus patikino, kad saulės automobilių laukia šviesi ateitis, o netrukus jais prisisotins visi pasaulio greitkeliai. Atrodė, kad Koobas būtų teisus, bet kažkodėl viskas nepasisekė taip, kaip tikėtasi... Saulės automobilių kūrimo projekto finansavimas buvo uždarytas veikiant stambiai automobilių kompanijai „Ford“. Ir tik devintajame dešimtmetyje, kai pasaulio bendruomenė iš tikrųjų susirūpino aplinkos būkle, idėja gaminti saulės energiją naudojančius automobilius vėl sugrįžo.

Pirmasis serijinis saulės automobilis „Venturi Astrolab“ buvo išleistas 2006 m. Modelis buvo aprūpintas 16 kW galios ir 50 Nm sukimo momento asinchroniniu elektros varikliu, 7 kWh nikelio-metalo hibridine baterija ir 600 W saulės baterijomis.

Saulės baterijos

Kaip minėta anksčiau, saulės kolektoriai gali būti sudaryti iš dešimčių fotovoltinių elementų, galinčių saulės šviesą paversti elektros energija. Atskiri saulės elementai sudaro modulius, kurie kartu sudėjus sudaro saulės kolektorių masyvą. Dideli saulės kolektorių masyvai gali pagaminti daugiau nei 2 kW elektros energijos.

Saulės baterijų baterijų išdėstymas saulės transporto priemonėse gali būti:

• horizontaliai. Tai yra labiausiai paplitęs saulės kolektorių įrengimo tipas saulės transporto priemonėse. Paprastai jie yra integruoti į šias transporto priemones laisvo stogelio pavidalu.
• vertikaliai. Toks fotovoltinių elementų masyvo išdėstymas yra daug retesnis nei horizontalus. Paprastai tokio plano išdėstymas būdingas transporto priemonėms, kurios, be saulės energijos, savo darbui užtikrinti naudoja ir vėjo energiją.
• su reguliuojamu pakreipimu.
• integruotas visame išoriniame transporto priemonės paviršiuje. Kai kurių tipų automobiliuose gamintojai padengia kiekvieną išorinės kėbulo struktūros colį fotovoltiniais elementais, kai kurie fotovoltiniai elementai visada veikiami saulės, o kiti – šešėlyje.
• nuotoliniu būdu

Įprastas saulės automobilis gali nuvažiuoti apie 400 km, naudodamas visą dieną saulės baterijų generuojamą energiją. Greičiausio saulės automobilio rekordininkas yra Sunswift IV, kurį sukūrė Naujojo Pietų Velso universiteto studentų grupė. Šis saulės automobilis gali įsibėgėti iki 88,8 km/val. Rekordinis „Sunswift IV“ projekto greitis buvo užfiksuotas ir 2011 metų sausio 7 dieną įrašytas į Gineso rekordų knygą, o patiems studentams kūrėjams įteiktas jų tobulėjimo išskirtinumą patvirtinantis sertifikatas. Automobilyje sumontuotos saulės baterijos galia siekė 1200 W, o tai prilygsta įprasto plaukų džiovintuvo energijos sąnaudoms.

„Sunswift IV“ sumušė greičio rekordą, kurį anksčiau pasiekė „General Motors“ „Sunraycer“.

Saulės autobusai

„Solar“ yra elektriniai autobusai, kurių varikliai daugiausia varomi ant stogo sumontuotų saulės baterijų. Saulės baterijų naudojimas autobusuose gali sumažinti energijos sąnaudas ir prailginti gyvavimo ciklas jų traukos akumuliatoriai.

Saulės energijos autobusai neturi nieko bendra su įprastais autobusais, kuriuose saulės elementai naudojami papildomai galiai transportuoti priedus (šildymo sistemas, oro kondicionavimą ir kt.). Ši papildoma įranga autobusams šiandien yra labiausiai paplitusi.

Saulės dviračiai ir motociklai

Nedaug žmonių žino, kad pirmosios transporto priemonės, kuriose buvo įrengti saulės elementai, buvo elektriniai dviračiai, o daugumoje projektų buvo naudojami triračiai dviračiai. Saulės fotoelementai šiose transporto priemonėse buvo sumontuoti šarnyrinio, gana didelio stogo, nedidelio skydelio gale, bagažo skyriuje, prie triračio motociklo pritvirtintoje priekaboje arba per visą išorinį supaprastinto stogo paviršių (pastaroji konfigūracija). būdinga tik uždariems modeliams). Kiek vėliau buvo sukurtas saulės dviračio modelis su nešiojamu sulankstomu saulės kolektoriumi, su kuriuo buvo galima įkrauti traukos baterijas stovint.

Saulės dviračiai yra hibridiniai elektriniai modeliai, kuriuose naudojami saulės baterijų elementai kartu su tradicine dviračių elektros įranga. Saulės baterijos, kurios šviesos srautą paverčia elektra, užtikrina traukos akumuliatorių įkrovimą tiek važiuojant, tiek stovint. Panaši įkrovimo sistema iš saulės šviesa taip pat naudojamas saulės motocikluose.

Pirmasis saulės dviratis, kurį galima varyti tik varomas saulės spinduliai 2006 m. sukūrė kanadietis Peteris Sandleris. Išradimas buvo pavadintas E-V Sunny Bicycle. Šiame modelyje į ratus buvo integruotos saulės baterijos. Saulės baterijų generuojama energija leido dviračiui įsibėgėti iki 30 km/val.

Saulės elementų naudojimas geležinkelių ir vandens transporte

Šiuo metu kai kuriose šalyse tam tikrose elektrifikuotose geležinkelio atkarpose diegiamos saulės baterijų sistemos. Iš saulės baterijų pastatyti tuneliai aprūpina elektrą net super greičiu pro šalį lekiantiems traukiniams. Tokie saulės įrenginiai gali pagaminti tūkstančius megavatvalandžių elektros energijos. Panašus 3,4 km ilgio saulės baterijų tunelis sėkmingai veikia, pavyzdžiui, tarp Paryžiaus ir Amsterdamo.

Pačiuose traukiniuose taip pat įrengtos saulės baterijos. Puikus pavyzdys yra Indijoje važinėjantis lokomotyvas, vadinamas Himalajų karaliene tarp Kalkos ir Šimlos stočių. Šiame traukinyje sumontuotos 100 W saulės baterijos, leidžiančios vienu įkrovimu važiuoti maždaug dvi dienas.

Dar visai neseniai saulės baterijos buvo naudojamos tik upėse ir kanaluose, tačiau 2007 m. saulės kateris „Sun 21“ atliko savo pirmąją eksperimentinę ilgalaikę kelionę. Ji perplaukė Atlanto vandenyną vos per 29 dienas ir pelnė Gineso pasaulio rekordą už greičiausią pasaulyje transatlantinę kirtimą naudojant vien saulės energiją. Saulės kateris buvo aprūpintas saulės baterijomis, kurių energija leido visą parą judėti stabiliu 10-12 km/h greičiu.

2012 m. gegužę saulės kateris Turanor PlanetSolar baigė savo kelionę aplink pasaulį. 30 metrų ilgio ir 15,2 metro pločio saulės laivas iš Monako uosto išplaukė 2010 metų rugsėjį. Tai pirmoji kelionė aplink pasaulį, skirta tik saulės energijai. Turanor PlanetSolar yra didžiausia kada nors pastatyta vandens transporto priemonė.

Oro transporto priemonės

Inžinieriai visame pasaulyje kuria orlaivius su saulės baterijomis. Šiandien saulės ir hibridiniai dirižabliai yra labiausiai paplitę tarp saulės oro transporto.
Ypač įdomus yra nepilotuojamų orlaivių (UAV) kūrimas. Saulės energija galėtų leisti jiems išlikti ore net kelis mėnesius. Tokios oro transporto priemonės galėtų išspręsti kai kurias problemas, panašias į palydovines.

Pirmasis sėkmingas eksperimentinis 48 valandų saulės drono skrydis įvyko 2007 m. rugsėjį.

2010 metais saulės lėktuvas Šveicarijoje atliko 26 valandų bandomąjį skrydį, kuris prasidėjo liepos 8 d., 7 val., ir baigėsi 9 val. kitą dieną. Lėktuvas pirmiausia pakilo į maždaug 8500 metrų aukštį, o vakare nukrito į 1500 metrų aukštį, kur liko per naktį. Vos po 15 dienų, 2010 m. liepos 23 d., Didžiosios Britanijos gynybos kompanija QinetiQ surengė eksperimentinį savo modelio Zephyr-6 saulės ultralengvo bepiločio orlaivio skrydį. Šis skrydis tapo rekordiniu – 30 kg sveriantis nepilotuojamas orlaivis daugiau nei dvi savaites (336 valandas) praleido ore, skrisdamas Arizonos padangėje.

Saulės energija erdvėlaiviams

Saulės energija dažnai naudojama saulės sistemoje veikiančių palydovų ir erdvėlaivių maitinimui, nes ji gana ilgą laiką gali būti energijos šaltinis be perteklinės kuro masės.

Palydovai turi keletą radijo siųstuvų, kurie turi veikti pastoviu režimu. Saulės energija paprastai nenaudojama palydovo padėčiai reguliuoti, tačiau ji naudojama kuro tiekimo procesui palaikyti.

© Sergejus Volteras, 2013 m
Bet koks straipsnio medžiagos kopijavimas, perspausdinimas ir platinimas be autorių teisių turėtojo leidimo yra draudžiamas ir baudžiamas pagal įstatymą. Autorių teisių pažeidimas bus nagrinėjamas pagal Ukrainos įstatymo „Dėl autorių teisių ir gretutinių teisių“ 52 straipsnį, Ukrainos baudžiamojo kodekso 176 straipsnį, Ukrainos civilinio kodekso 432 straipsnį, Ukrainos kodekso 51-2 straipsnį. dėl administracinių teisės pažeidimų.

Praėjusio amžiaus viduryje vienoje iš „General Motors“ automobilių parodų pirmą kartą buvo pristatytas pirmasis saulės energija varomas automobilis, kurio varomoji jėga buvo elektros variklis, varomas iš saulės maitinamos seleno baterijos. Jo ilgis siekė tik apie pusę metro, o ant transporto priemonės stogo buvo įrengta kiek daugiau nei dešimt akumuliatorių.

Automobilio konstruktorius buvo įmonės inžinierius Williamas Cobbas, kurio tyrimams tuo metu įmonė buvo labai finansuojama, žadėdamas didelį šuolį saulės energija varomų automobilių kūrimo srityje. Tačiau netrukus tyrimai buvo apriboti, o jų rezultatai buvo pamiršti beveik trisdešimčiai metų.

Elektromobilis šiandien: proveržis į ateitį

Ir tik praėjusio amžiaus 9-ojo dešimtmečio pradžioje, kai saulės baterijų efektyvumas išaugo iki 15%, prasidėjo pavienių išradėjų saulės mobiliųjų išradimų bumas, vėliau apėmęs didelius automobilių koncernus. Visai neseniai „Boeing“ padalinys „Spektrolab“ sukūrė plokštes, kurių efektyvumas siekė apie 36 proc., o tai buvo tikras proveržis saulės energijos panaudojimo srityje.

Šiandien elektrinių transporto priemonių gamyba naudojant saulės bateriją yra naujausių techninių išradimų ir medžiagų mokslo atradimų dėmesio centre. Juk mažą plokščių efektyvumą turi kompensuoti nedideli mechaniniai nuostoliai ir mažas pačios įrangos svoris.

Todėl šiuose modeliuose naudojami naujausi išradimai transmisijų srityje, juose sumontuotos mažiausio pasipriešinimo riedėjimui padangos, o jų kėbulams panaudotos lengviausios didelio stiprumo kompozitinės medžiagos. Be to, saulės elektriniai automobiliai yra koncepcija, skirta išbandyti naujausius automobilių pramonės pasiekimus.

Taigi, specialiai elektrinėms transporto priemonėms sukurti lengvi bešepetėliai nuolatinės srovės elektros varikliai, kurių poliai pagaminti iš retųjų žemių magnetinių medžiagų. O daugelyje transporto priemonių, siekiant visiškai pašalinti mechaninius nuostolius transmisijoje, buvo pradėti montuoti vadinamieji ratų varikliai, kai elektros variklis yra tiesiai kiekviename automobilio rate. Tokios padangų kompanijos kaip Michelin, Dunlop ir kelios kitos kuria padangas specialiai elektra varomoms transporto priemonėms, kurių pasipriešinimo riedėjimui koeficientas šiuo metu yra 0,007. Panašios aukšto lygio energiją taupančios padangos, naudojamos elektra varomoms transporto priemonėms, yra kuriamos tradiciniams gamybos modeliams.

Didelė pagalba automobilių gamintojams buvo saulės baterijų išradimas, toks plonas, kad jas galima montuoti ne tik su stogu, bet ir su bet kokiu automobilio paviršiumi, taip padidinant bendrą šviesos energijos sugerties plotą. IN pastaruoju metu Projektuojant gamybinių modelių maitinimo šaltinį, saulės baterijos imtos maitinti mikroklimato sistemoms, multimedijos sistemoms, automobilių akumuliatorių įkrovimo sistemoms stovėjimo aikštelėse. Elektromobilių aerodinaminis pasipriešinimo koeficientas pasiekė mažiausią įmanomą reikšmę (0,1).

Nauja sporto šaka – saulės automobilių ralis

Dėl saulės energija varomų automobilių kūrimo bumo atsirado nauja sporto šaka – „brainsport“, kurios metu Australijoje kasmet vyksta saulės automobilių raliai, kurių atstumas tarp Darvino ir Adelaidės miestų yra apie 3000 km. Šios varžybos pritraukia tūkstančius žiūrovų, milijonai jas stebi per televiziją. Šių konkursų neapleidžia ir stambūs automobilių koncernai, kurie supranta, kad tokia energija yra ateitis.

Daugiau nei penkiasdešimties metų pažanga leido sukurti daugybę elektrinių transporto priemonių, maitinamų skydais, paverčiančiais saulės energiją į elektros energiją.

Taigi 1996 metais Australijos ralyje Honda's Dream automobilis įveikė 3010 kilometrų 90 km/h greičiu ir maksimalų 135 km/h greitį.

Tais pačiais metais „General Motors“ pristatė „Sunracer“ automobilį, kuris iki 100 km/h įsibėgėja per 9 sekundes, o didžiausias greitis siekia 130 km/h. Jis buvo aprūpintas pažangiu, tuo metu didelio našumo elektros varikliu ir galėjo nuvažiuoti apie 100 kilometrų naudojant įprastus švino akumuliatorius.

Viename iš Australijos konkursų Mičigano universiteto studentų sumanymai užėmė trečiąją vietą. Automobilis „Momentum“ veždamas vairuotoją ir daugiau nei 3000 saulės baterijų skydelius pasiekė 105 km/h greitį. Variklio galia buvo 2 kW, o svoris su vairuotoju – 290 kilogramų. Įranga turi tris ratus, kurių plotis yra tik 65 milimetrai, kad sumažintų pasipriešinimą riedėjimui.

2001 ir 2003 metais Australijos ralio nugalėtojais tapo „Nuna3“ automobiliais važiavusi vairuotojų komanda iš Olandijos, distanciją įveikusi per dvidešimt devynias valandas ir vienuolika minučių, važiuodama vidutiniu 102,75 km/val. Teorinis maksimalus šio automobilio greitis – 170 km/val.

Naujų projektų kūrimas

Prancūzų kompanija „Venturi“ turi du saulės energija varomų automobilių projektus, kurie jau beveik paruošti gamybai: „Ecletic“ ir „Astrolab“. Ecletic turi stogą, ant jo esančią saulės bateriją ir 22 AG galios elektros variklį, leidžiantį 50 km/h greičiu nuvažiuoti apie 50 kilometrų. Pažangesnė „Astrolab“ kopija gali įveikti 110 kilometrų, o kai kuriose vietose – 120 km/h greitį.

Neseniai buvo pristatytas Pietų Australijos universiteto dėstytojų ir studentų komandos sukurtas saulės energija varomas automobilis. „Trev“ modelio įsibėgėjimas iki 100 km/h yra 10 sekundžių, o didžiausias greitis – 150 km/h. Daugiau nei 150 kilometrų atstumą užtikrina 44 kilogramus sverianti ličio baterija, įkraunama iš saulės baterijos. Automobilyje yra 2 sėdynės ir gana didelė bagažinė. Įranga sveria 270 kilogramų, įrengta efektyvi elektrinė pavara su žemas lygis triukšmo ir struktūriškai gali būti naudojami viešuosiuose keliuose. „Sun Mobile“ kūrėjai vertina kaip artimiausios ateities miesto transportą.

Tokios transporto priemonės kaina viršija pusę milijono dolerių, o kai kurie pavyzdžiai siekia 2 milijonus, pavyzdžiui, „Honda Corporation“ svajonė. Todėl masinė automobilių gamyba, naudojant plokštes, kurios ima energiją iš saulės, greičiausiai nebus greitai. Tuo tarpu tokie modeliai gali rasti savininką su atitinkamu kapitalu. Tiesa, tam tikra gamybos įmonė iš Venesuelos paskelbė apie greitą saulės energija varomų lengvųjų automobilių ir mažų sunkvežimių, kainuojančių ne daugiau nei 6000 USD, išleidimą, tačiau viskas dar neperžengė pažadų.

Elektromobilio privalumai ir trūkumai

Kad ir kaip vystytųsi ši transporto plėtros kryptis, saulės energija varomi automobiliai turi daug teigiamų savybių, kurios gali sukelti pražūtį transporto priemonėms su vidaus degimo varikliais:

• neribota važiavimo galia naudojant šviesiuoju paros metu sukauptą energiją;
• degalinių tinklo trūkumas;
• ilgas saulės baterijos veikimo laikas;
• visiškas kenksmingų teršalų nebuvimas;
• nemokama energija.

Tuo tarpu šie pranašumai, priešingai, tampa saulės mobiliųjų trūkumais, kurie neleidžia jiems tapti plačiai paplitusia transporto rūšimi.

Saulės energija varomi automobiliai yra beveik visų pagrindinių automobilių koncernų programoje. Be to, tai susiję su mažų projektavimo biurų ir švietimo įstaigų komandų finansavimu šioje srityje. Specialistų teigimu, serijinis elektromobilis galės pasirodyti tik tada, kai saulės baterija pasieks 50 proc. Tuomet saulės energija varomi automobiliai galės sėkmingai konkuruoti su automobiliais, varomais vidaus degimo varikliais.

Visas pasaulis išgyvena kuro krizę: naftos atsargos kasdien tirpsta, o jos suvartojimas, atvirkščiai, auga. Prie pasaulio artėja ekologinė nelaimė: kasdien automobiliai į aplinką išmeta didžiulius kiekius išmetamųjų dujų. Visas šias problemas mokslininkai bando išspręsti pasitelkę vieną labai įdomią, o svarbiausia naudingą plėtrą – automobilį, varomą saulės baterijomis. Ir tai ne mokslinė fantastika, o labai reali idėja, sėkmingai įgyvendinta jau daug metų.

Saulės energija varomi automobiliai buvo žinomi dar 1982 m. Išradėjas Hansas Tolstrupas tokiu automobiliu kirto Australiją, tačiau jo greitis tesiekė 20 km/val. O po 14 metų saulės automobilių greitis išaugo iki 135 km/val. Būtent tokį skaičių rodo IV tarptautinį ralį laimėjusio „saulėto“ automobilio „Dream“ spidometras. Sutikite, tai yra puikus rodiklis automobiliui, kuris veikia tik saulės spinduliais, tačiau ši „Svajonė“ kainavo 2 mln.

Saulės elektrinių transporto priemonių raida

Saulės elektrinis automobilis, kaip rodo pavadinimas, veikimui naudoja saulės energiją. Viena iš pagrindinių šiame procese dalyvaujančių grandžių yra fotokonverteriai, kurie yra atsakingi už saulės energijos kaupimą. Taigi toks automobilis iš aplinkos priešo virsta savo sąjungininku, nes aplinką tausojanti saulės šviesa veikia kaip energijos šaltinis.

Žinoma, kol kas dar anksti kalbėti apie plačiai paplitusią saulės elektrinių transporto priemonių naudojimą. Pagrindinė problema, kurią dar reikia išspręsti, yra mažas naudojamų saulės elementų efektyvumas. Šiandien šis skaičius siekia 12 proc. Kad saulės automobiliai būtų prieinamesni, būtina:

1. Žymiai sumažinkite fotokeitiklių kainą.
2. Padidinkite naudingą produkciją bent iki 40%.
3. Sumažinkite automobilio svorį, o tai sumažins suvartojamos energijos kiekį.

Tačiau pažanga nestovi vietoje, o mokslininkai kiekvieną dieną dirba kurdami naujus saulės transporto priemonių pokyčius. Visų pirma, patobulinimai palietė saulės energija varomą variklį. Taigi naujausiuose „saulės“ automobilių modeliuose naudojami lengvi bešepetiniai nuolatinės srovės varikliai, kurių efektyvumas siekia 98%. Taip pat naudojami mažo greičio varikliai, kurie įmontuoti tiesiai į varančiuosius ratus, o tai apsaugo nuo energijos nuostolių perdavimo metu.

Nauji pokyčiai paveikė ir ratus. Šiais laikais saulės energija varomos transporto priemonės naudoja padangas su minimaliu pasipriešinimo riedėjimui koeficientu. „Michelin“ yra laikomas tokių padangų gamybos lyderiu. Be kita ko, saulės baterijų energija naudojama radijo, navigatoriaus, oro kondicionieriaus ir kitiems automobilio įrenginiams, kurie tarnauja patogiam ir saugiam vairavimui.

Patobulinimai taip pat turėjo įtakos išvaizda"saulės automobilis" Juk iš pirmo žvilgsnio net ne iš karto suprasite, kad priešais jus – paprastas automobilis. Bet tai paaiškinama ne dizainerių, kuriančių saulės energija varomą automobilį, įsivaizdavimu, o būtinybe. Juk tokiam automobiliui keliasdešimt kilometrų nuvažiuoti prireiks nemažo energijos kiekio, kurį gali suteikti tik didelio ploto saulės baterija. Taip išeina, kad saulės automobiliai atrodo ne kaip įprasta transporto priemonė, o kaip erdvėlaivis iš kokio nors mokslinės fantastikos veiksmo filmo. Taigi, jei jums patinka viskas, kas yra kūrybiška, tada saulės mobilusis tikrai atitiks jūsų skonį.

Įsimintiniausi saulės automobilių klasės atstovai

„Ecletic“ saulės energija varomas automobilis yra vienas iš prancūzų kompanijos „Venturi“ patobulinimų. Išskirtinis šio automobilio bruožas – 22 AG galia. Verta paminėti, kad daugumos saulės energiją naudojančių transporto priemonių šis skaičius neviršija 1 AG. su 2 kvadratinių metrų saulės baterijos plotu. Ecletic veikia tik nenaudojant kuro.

Pavyzdžiui, be įkrovimo toks automobilis gali nuvažiuoti 50 km vidutiniu 50 km/h greičiu. Be saulės energijos, Ecletic gali naudoti ir vėjo energiją, kurios užtenka vos 15 km. Tačiau debesuotu oru automobilį galite įkrauti iš įprasto lizdo, tai užtruks tik 5 valandas.

Astrolabas

„Astrolab“ saulės automobilių gamintojas taip pat priklauso „Venturi“. Šis modelis pasirodė pažangesnis nei Ecletic. Didžiausias jo greitis yra 120 km/h, o nuvažiuoti iki 110 km. Fotovoltinių elementų plotas buvo 3,6 kvadratinio metro. Nenuvylė ir automobilio kaina – 92 tūkstančiai eurų, tai yra būtent tiek, kiek teks pakloti už šį šiuolaikinės automobilių inžinerijos stebuklą.

Kūrėjai sugebėjo pasiekti tokias aukštas technines charakteristikas dėl automobilio formos. Jis sukurtas panašiai kaip „Formulėje 1“ dalyvaujantys automobiliai. O kaip papildoma apsauga naudojama itin lengva anglies monokokė. Astrolab dizaineris buvo garsusis Sasha Lakic, kuris palygino naująjį modelį su sparnu, uždėtu ant ratų.

Saulės pasaulis GT

Saulės energija varomos elektrinės transporto priemonės „Solar World GT“ kūrimas dar nebaigtas. Šveicarijos kompanijos Green GT teigimu, elektrinis superautomobilis turės šias technines charakteristikas:

• įsibėgėjimas iki 100 km vos per 4 sekundes;
• maksimalus greitis bus 275 km/h;
• Elektros jėgainės galia sieks 350-400 AG.

Tačiau visi šie skaičiai kol kas yra tik planai, o kaip viskas bus iš tikrųjų, sužinosime tik po Solar World GT pristatymo plačiajai visuomenei.

Saulės baterijos įdėjimas į automobilį

Jei norite prisijungti prie saulės energijos, bet dar neįperkate tikro saulės automobilio, galite pasinaudoti kasdien savo pozicijas stiprinančia idėja – ant automobilio stogo įrengti saulės kolektorių. Be to, juo naudojasi ne tik meistrai, bet ir pasaulinės automobilių pramonės gigantai, tokie kaip Toyota, BMW ir kt. Žinoma, sukauptos energijos neužteks, kad galėtumėte laisvai judėti mieste, tačiau savo navigacijos sistemą ar oro kondicionierių galėsite maitinti naudodami saulės energiją.

Prieš kelerius metus „Toyota“ paskelbė apie saulės baterijų montavimą „viršutinėje“ hibridinio automobilio „Prius“ versijoje. Tiesiog šios galimybės buvimas išprovokavo staigų šio automobilio kainos padidėjimą. Visgi fotoelementai kasdien brangsta, o pats sukauptos energijos kaupimo procesas gana sudėtingas. Ne mažiau populiarus yra Mercedes Benz LKS 2012, ant kurio stogo kūrėjai sumontavo ir saulės bateriją.

Automobilio saulės baterija skirta palaikyti elektros energiją vartojančių įrenginių maitinimą, taip pat palaikyti akumuliatoriaus įkrovą ilgalaikio stovėjimo metu. Tokių baterijų galia svyruoja nuo 40 iki 70 W. Be akumuliatoriaus, jums reikės specialaus valdiklio. Būtina reguliuoti įkrovimą ir iškrovimą, nes keičiantis oro sąlygoms, taip pat dienos ir nakties kaitai, galima stebėti skirtingus naudojamų fotoelementų darbo režimus.

Lenktynės Darvinas – Adelaidė – saulės automobilių galimybių išbandymas

Jei esate bent šiek tiek susipažinę su saulės energija varomais automobiliais, tuomet tikrai esate girdėję apie garsiausias lenktynes, kurios Australijoje vyksta kas 2 metus. Juose dalyvauja tik saulės energiją naudojantys automobiliai. Juos pradėjo Hansas Tholstrupas, apie kurį pasakojome straipsnio pradžioje. Lenktynės Darvinas – Adelaidė skatina visus aktyvistus, kuriems rūpi mūsų aplinkos likimas, kurti naujus saulės automobilių patobulinimus.
Varžybų organizatoriai kelia gana griežtus reikalavimus visiems dalyviams:

1. naudojamų baterijų talpa neturi viršyti 5 kW/h;
2. eismas greitkelyje griežtai pagal grafiką nuo 8 iki 17 val.
3. vairuotojas turi sverti ne mažiau kaip 80 kg, priešingu atveju prie elektromobilio tvirtinamas papildomas balastas;
4. komandą turi sudaryti 2-4 vairuotojai.

2011 metais lenktynėse dalyvavo 37 komandos, tačiau distanciją įveikė tik 7 iš jų. Pirmasis finišavo saulės energija varomas Japonijos komandos automobilis. Antroje vietoje liko olandai, trečioje – amerikiečiai. Tokai Challenger 2 lenktynių nugalėtojas (pav. Tokai Challenger 2) lenktynių trasą įveikė per 32 valandas ir 45 minutes. Vidutinis saulės mobiliojo greitis siekė 91,5 km/h, o maksimalus – 160 km/h. Kaip matome, pažanga akivaizdi.

O 2013 metais laimėjo Eindhoveno technikos universiteto studentai iš Nyderlandų. Jų keturvietis saulės energija varomas automobilis, vadinamas Stella, pasiekia net 110 km/h greitį, o silicio plokščių sukauptos saulės energijos užtenka 600 kilometrų, jei nėra saulės šviesos. Stella sveria 380 kg, ilgis – 4,5 metro, o plotis – 1,65 metro. Saulės automobilio konstrukcija pagaminta iš aliuminio ir anglies pluošto.

Saulės energija varomi automobiliai pamažu, bet užtikrintai patenka į mūsų gyvenimą. Praeis keli dešimtmečiai, o saulės mobilusis nustos būti kažkuo tolimu ir neprieinamu.

Iš unikalios plėtros jis pavirs masine transporto priemone. Ir nors šiandien daugelis žmonių „saulės“ automobilį vertina kaip fantastišką žaislą turtingiesiems, tikrai ateis laikas, kai viskas pasikeis. Juk, kaip rodo istorija, daugelis tų dalykų, kurie sukėlė žmonių nesusipratimą ir atsargumą, šiandien tapo neatsiejama mūsų gyvenimo dalimi.

Straipsnį parengė Abdullina Regina