Nākotnē ar "saules" automašīnu. Saules automašīna - no rotaļlietas līdz reālai alternatīvai ar saules enerģiju darbināmu automašīnu

Tas, ka uz automašīnu jumtiem var uzstādīt fotopaneļus, zināms jau sen. Taču retais domā, ka jau ir radīts pilnvērtīgs ar saules enerģiju darbināms auto, kas darbojas tikai ar saules enerģiju. Turklāt tās nav atsevišķas amatieru izgudrotāju kopijas, bet gan diezgan modernas lielu uzņēmumu izstrādes.

Turklāt ir pat īpašs čempionāts, kurā drīkst piedalīties tikai ar saules enerģiju darbināmi automobiļi. To sauc par Pasaules Saules izaicinājumu un notiek Austrālijā. Saskaņā ar noteikumiem dalībniekiem jāpārvar 3000 km, kas šķir Darvinu no Adelaidas (tas ir, jāšķērso visa Austrālija no ziemeļiem uz dienvidiem), neizmantojot nekādus papildu enerģijas avotus. Šis čempionāts notiek reizi divos gados, 2013. gadā. Tajā sacentās 40 komandas no vairāk nekā 20 dalībvalstīm. Toreiz uzvaru izcīnīja holandiete Nuon, viņas automašīna, neskatoties uz sliktiem laika apstākļiem, saglabāja vidējo ātrumu 90 km/h.

Saules automašīnu īpašības

Tādējādi ar saules enerģiju darbināmas automašīnas vairs nav mīts, bet gan parasta realitāte. Tiesa, nosaukums “auto” nav gluži pareizs, patiesībā tas ir elektromobilis, jo aprīkots ar elektromotoru. Uz automašīnas jumta ir novietoti foto paneļi, kas apgādā motoru ar enerģiju. Tāpat noteikti ir jaudīgas baterijas, kas nepieciešamas enerģijas uzkrāšanai. Turklāt, kā likums, ražotāji nodrošina kombinētu akumulatoru uzlādes iespēju. Tas ir, ja nepieciešams, tos var uzlādēt no īpaša barošanas avota. Tas tiek darīts, lai uzlabotu saules automašīnas uzticamību un darba mūžu.

Šādu saules elektrisko transportlīdzekļu masveida izmantošanas priekšrocības ir acīmredzamas. Tas ir vides piesārņojuma trūkums, lietošanas vienkāršība un neatkarība no degvielas uzpildes stacijām. Tomēr ir arī vairākas problēmas. Pirmkārt, mūsdienu fotoelementu nepietiekami augstā efektivitāte (un augstas veiktspējas prototipu pārāk augstās izmaksas). Turklāt tā ir nepieciešamība pēc iespējas samazināt automašīnas svaru, nesamazinot tās izturību, tas ir, diezgan dārgu kompozītmateriālu izmantošana.

Neskatoties uz to, inženieri turpina aktīvi strādāt šajā virzienā, jo saules transportlīdzekļu izredzes nav apšaubāmas. Tas nozīmē, ka ir nepieciešams efektīvs, bet ne pārāk dārgs saules akumulators un spēcīgas, bet vieglas kompozīcijas ķermenim (galu galā elektromotora un akumulatoru svaru nevar nolaist zem noteiktas atzīmes).

Kas ir saules automašīnas

Ar saules enerģiju darbināmas automašīnas izceļas no ierastā tēla. To dizains visbiežāk atgādina kādas fantastiskas nākotnes ierīces un ne gluži reālas darba mašīnas. Tas tiek skaidrots ne tik daudz ar izstrādātāju iztēli, cik ar praktisku nepieciešamību. Patiešām, šādas automašīnas pilnīgai darbībai ir nepieciešams daudz saules paneļu, tāpēc pārklājuma zona ir jāpalielina.

Stella - ģimenes saules automašīna no Nīderlandes

Holandē (Eindhovenas vārdā nosauktā Tehniskā universitāte) viņi ir radījuši koncepciju, kas varētu pretendēt uz "pasaulē pirmā ar saules enerģiju darbināmā ģimenes auto" titulu. Prototipu sauca par Stella, un tajā var izmitināt četrus cilvēkus. Un ne tikai uzņem, bet arī ļauj tiem ērti ievietoties salonā. Turklāt automašīnai ir arī diezgan ietilpīgs bagāžnieks. Stella korpuss ir izgatavots no oglekļa šķiedras un alumīnija, tāpēc koncepta svars ir tikai 380 kg ar garumu 4,5 m un platumu 1,65.

Uz automašīnas jumta ir uzstādīti elastīgi augstas veiktspējas paneļi, un vadība tiek veikta, izmantojot “gudro stūri” un skārienekrānu (parasto pogu vietā). Stella maksimālais ātrums ir 110 km/h, un tumsā ar pilnībā uzlādētiem akumulatoriem tas var nobraukt 600 km. Starp citu, 2013.g. Stella ir veiksmīgi piedalījusies World Solar Challenge.

Sacīkšu tehnoloģija masām

Venturi ir laidis klajā Astrolab saules transportlīdzekli. Turklāt šī nav tikai koncepcijas izstrāde, tas ir pilnvērtīgs komerciāls modelis, ko ikviens var iegādāties. Tas ir paredzēts diviem pasažieriem. Automašīnas tehniskie parametri, kas izveidoti uz Formula 1 sacīkšu auto bāzes, ir pilnīgi pietiekami ērtai ikdienas braukšanai.

Asinhronā motora jauda ir 16 kW, maksimālais ātrums ir 110-120 km / h, pašas automašīnas svars ir tikai 300 kg. Astrolab ir 7 kWh akumulatori ar kopējo svaru 110 kg.

Trīs inženieri no Minhenes jau trīs gadus ir izstrādājuši ar saules enerģiju darbināmu elektromobili par pieņemamu cenu. Vācieši ar pūļa finansēšanas kampaņu savāca līdzekļus inženiertehniskajiem un projektēšanas darbiem, dažu mēnešu laikā savācot vairāk nekā 600 tūkstošus eiro, lai uzbūvētu pirmo darbojošos prototipu un to pārbaudītu. Rezultāts ir elektrisks transportlīdzeklis ar nosaukumu Sion, kas aprīkots ar saules paneļiem.

Kopumā uz kompakta korpusa, kas aizsargāts no mehāniskās slodzes un nelabvēlīgiem vides apstākļiem ar plānu polikarbonāta pārklājumu, bija iespējams novietot 330 fotoelementus. Saules paneļi paši par sevi spēj nodrošināt Sion 30 kilometru darbības rādiusu. Sono Motors plānoja ražot "saules" elektromobili ar divām akumulatora iespējām - ar 14,4 un 30 kWh jaudu.

Pirmajā gadījumā jaudas rezerve bija aptuveni 100 kilometri, bet otrajā - jau 250 kilometri. Tomēr no "jaunākās" versijas tika nolemts atteikties - pircēju priekšpasūtījumi nāca tikai uz "vecāko" modeli. Izmantojot ātrās uzlādes sistēmu, elektromobiļa akumulatorus no kontaktligzdas var uzlādēt par 80% tikai 40 minūtēs. Taču akumulatoru var uzlādēt, izmantojot saules paneļus – tikai astoņās stundās.

Centrālajā panelī ir neparasts salona filtrs, kura pamatā ir ... sūnas. Pēc izstrādātāju domām, sūnas filtrē līdz 20% smalko putekļu daļiņu un tajā pašā laikā uztur nepieciešamo mitruma līmeni salonā. Ir arī 10 collu skārienekrāns. Sion Eiropā no 2019. gada tiks pārdots tikai par 16 tūkstošu eiro cenu, taču akumulators cenā nav iekļauts: par to jāsamaksā vēl 4000, vai jāvienojas par līzingu.

Pēdējā desmitgadē tik neizsīkstošs enerģijas avots kā saules gaisma arvien vairāk ir piesaistījis pasaules sabiedrības uzmanību. Saules enerģijas izmantošana satiksmē ir daudzsološs virziens transporta tehnoloģiju attīstībā.
Saules transporta grupā ietilpst visi sauszemes, ūdens un gaisa transportlīdzekļi, kas kustībai izmanto saules enerģiju. Šādas iekārtas parasti ir aprīkotas ar saules paneļiem, kuru saules baterijas pārvērš redzamo saules gaismu, infrasarkano un ultravioleto starojumu

elektroenerģiju, ko pēc tam izmanto to elektromotoru darbināšanai.

Neskatoties uz to, ka saules paneļu kā transportlīdzekļu enerģijas elementu izmantošana ir diezgan perspektīva, pastāv virkne faktoru, kas negatīvi ietekmē saules tehnoloģiju attīstības un ieviešanas ātrumu globālajā infrastruktūrā. Kamēr saules paneļu izmantošana nodrošina augstu elektrisko transportlīdzekļu efektivitāti skaidrā, saulainā laikā, vakarā un naktī, kā arī drūmās dienās, šo fotoelementu izmantošana ir pilnīgi nepraktiska. Pamatojoties uz to, lielākajā daļā moderno elektrotransporta veidu saules paneļus ir lietderīgāk izmantot tikai kā papildu akumulatorus elektromotoriem kopā ar standarta akumulatoriem.

Lai gan saules gaismu var izmantot bez maksas, saules paneļu izgatavošana ir diezgan dārga. Turklāt 90 procenti saules paneļu ir izgatavoti no silīcija, padarot tos videi neilgtspējīgus. Šis faktors ir viens no galvenajiem saules transporta tehnoloģiju straujās attīstības tempu palēnināšanās iemesliem pasaulē.

Saules moduļu kalpošanas laiks ir aptuveni 30 gadi. Tradicionālo saules paneļu ražotāji saviem produktiem parasti nodrošina 10 gadu garantiju. Tomēr problēma ar šo elementu efektīvu izmantošanu elektriskajos transportlīdzekļos ir tāda, ka lielākā daļa fotoelektrisko paneļu ir paredzēti stacionārai uzstādīšanai un nespēj izturēt vibrācijas. Turklāt saules paneļi ir diezgan lieli un ievērojami palielina transportlīdzekļa konstrukcijas svaru.

Lielākajai daļai saules bateriju efektivitāte ir 10%, un tikai dažu - 15%. Tāpēc saules automašīnas varēs konkurēt ar benzīna automašīnām tikai pēc modernāku un lētāku saules bateriju paneļu izlaišanas, kuru efektivitāte ir vismaz 50%.

Saules transportlīdzekļos izmantoto saules bateriju darbības princips ir radīt līdzstrāvu, kad saules gaisma skar to silīcija plāksnes. Veidojot saules bateriju masīvu, tiek izmantoti desmitiem šādu plāksnīšu, jo viena silīcija plāksne nespēj radīt ievērojamas strāvas. Loģiski, ka saules bateriju kopējā jauda ir atkarīga no kopējā tajā izmantoto silīcija plāksnīšu skaita un to radītā virsmas laukuma. Saules paneļu veiktspēja ir tieši atkarīga no saules starojuma intensitātes un saules moduļu izvietojuma leņķa.

Saules paneļu radītā elektriskā enerģija dienas laikā tiek uzkrāta transportlīdzeklī uzstādītajos papildu akumulatoros un pēc tam tiek izmantota tā pārvietošanai.
Fotoelektrisko elementu izmantošana var ievērojami palielināt elektriskā transporta diapazonu, neuzlādējot vilces akumulatorus no elektrotīkla.

Saules transportlīdzekļu veidi

Saules automašīnas (ar saules enerģiju darbināmi elektriskie transportlīdzekļi)

Saules automašīnas izmanto fotoelementus, lai pārvērstu saules enerģiju elektrībā, kas pēc tam darbina elektromotoru. Parasti saules automašīnas dienas laikā pārvietojas, pateicoties saules gaismai, un naktī tās izmanto standarta akumulatoru enerģiju.

Saules automašīnu dizains atšķiras no tradicionālā. Gandrīz viss to ārējais korpuss ir pārklāts ar saules paneļiem. Tā kā saules paneļi ir diezgan apjomīgi, šo transportlīdzekļu ražotāji dara visu iespējamo, lai uzlabotu aerodinamiku un samazinātu saules transportlīdzekļu kopējo masu. Lielākā daļa praktisko saules automašīnu modeļu ir paredzēti viena vai divu pasažieru pārvadāšanai.

Pirmais saules automašīnas modelis, ko projektējis Viljams Kūbs, tika prezentēts starptautiskajā izstādē Čikāgā tālajā 1955. gadā. Šī transportlīdzekļa radītājs visiem apliecināja, ka saules automašīnas sagaida gaiša nākotne, un drīz ar tām būs piesātinātas visas pasaules šosejas. Likās, ka Koobam būs taisnība, taču nez kāpēc viss nesanāca tā, kā cerēts... Finansējums saules automobiļu attīstībai tika slēgts lielās autobūves kompānijas Ford ietekmē. Un tikai 80. gados, kad pasaules sabiedrība patiešām bija noraizējusies par vides stāvokli, ideja par saules automašīnu ražošanu atkal atgriezās.

Pirmā sērijveida saules automašīna Venturi Astrolab tika izlaista 2006. gadā. Modelis bija aprīkots ar asinhrono elektromotoru ar 16 kW jaudu un 50 Nm griezes momentu, 7 kWh niķeļa-metāla hibrīda akumulatoru un 600 W paneļa saules bateriju.

Saules paneļi

Kā minēts iepriekš, saules paneļus var veidot desmitiem fotoelementu, kas spēj pārvērst saules gaismu elektrībā. Moduļi tiek veidoti no atsevišķiem fotoelementiem, saliekot kopā, veidojas saules paneļu masīvs. Lieli saules paneļu bloki spēj saražot vairāk nekā 2 kW elektroenerģijas.

Saules paneļu izvietojums saules automašīnās var būt:

• horizontāli. Šis ir visizplatītākais saules paneļu izvietojuma veids saules transportlīdzekļos. Kā likums, tie ir integrēti šajos transportlīdzekļos brīvas nojumes veidā.
• vertikāli. Šāds fotoelektrisko elementu masīva izvietojums ir daudz retāk sastopams nekā horizontāls. Parasti šāda plāna izvietojums ir raksturīgs transportlīdzekļiem, kas sava darba nodrošināšanai papildus saules enerģijai izmanto arī vēja enerģiju.
• ar regulējamu slīpumu.
• integrēta visā transportlīdzekļa ārējā virsmā. Dažu veidu transportlīdzekļos ražotāji pārklāj katru korpusa ārējās struktūras centimetru ar fotoelementiem, daži fotoelementi vienmēr atrodas saulē, bet citi ēnā.
• tālvadības pults

Tipisks saules automobilis var nobraukt aptuveni 400 km ar enerģiju, ko dienas laikā saražo saules panelis. Ātrākā saules automašīna pasaulē ir Sunswift IV, ko izstrādājusi Jaundienvidvelsas Universitātes studentu grupa. Šis saules automobilis spēj paātrināties līdz 88,8 km/h. Projekta Sunswift IV rekorda ātruma rādītāji tika fiksēti un iekļauti Ginesa rekordu grāmatā 2011. gada 7. janvārī, un pašiem studentu radītājiem tika piešķirts sertifikāts, kas apliecina viņu attīstības unikalitāti. Automašīnai uzstādītā saules paneļa jauda bija 1200 vati, kas ir vienāds ar parastā matu žāvētāja enerģijas patēriņu.

Sunswift IV ir pārspējis ātruma rekordu, kas iepriekš piederēja General Motors Sunraycer.

saules autobusi

Saules autobusi ir elektriskie autobusi, kuru dzinēji lielākoties tiek darbināti ar saules paneļiem, kas uzstādīti uz jumta. Saules paneļu izmantošana autobusos samazina enerģijas patēriņu un pagarina to vilces akumulatoru dzīves ciklu.

Saules autobusiem nav nekāda sakara ar parastajiem autobusiem, kas izmanto saules baterijas, lai nodrošinātu papildu jaudu pārvadāšanas piederumiem (apkurei, gaisa kondicionēšanai utt.). Šāds autobusu papildu aprīkojums ir visizplatītākais.

Saules velosipēdi un motocikli

Tikai daži cilvēki zina, ka pirmie transportlīdzekļi, kas tika aprīkoti ar saules baterijām, bija elektriskie velosipēdi, un lielākā daļa izstrādņu izmantoja trīsriteņu velosipēdu dizainu. Šajos transportlīdzekļos saules fotoelementi tika uzstādīti šarnīra, diezgan liela jumta veidā, neliels panelis aizmugurē, bagāžas daļā, piekabē, kas piestiprināta pie trīsriteņa, vai gar visu racionalizēta jumta ārējo virsmu (pēdējā konfigurācija ir raksturīga tikai slēgtiem modeļiem). Nedaudz vēlāk tika izveidots saules velosipēda modelis ar pārnēsājamu salokāmu saules bateriju paneli, ar kuru bija iespējams uzlādēt vilces akumulatorus stāvēšanas laikā.

Saules velosipēdi ir elektrisko velosipēdu hibrīdi, kas izmanto saules paneļus kopā ar tradicionālo velosipēdu elektroierīci. Saules baterijas, kas pārvērš gaismas plūsmu elektroenerģijā, nodrošina vilces akumulatoru uzlādi gan braucot, gan stāvvietās. Līdzīga saules uzlādes sistēma tiek izmantota saules motociklos.

Pirmo pilnībā saules velosipēdu, kas spēj pārvietoties tikai saules staru ietekmē, 2006. gadā izstrādāja kanādietis Pīters Sandlers. Izgudrojums tika nosaukts par E-V Sunny Bicycle. Šajā modelī saules paneļi tika integrēti riteņos. Saules paneļu radītā enerģija ļāva velosipēdam paātrināties līdz 30 km/h.

Saules bateriju izmantošana dzelzceļā, ūdens transportā

Vairākas valstis tagad uzstāda saules enerģijas bloku sistēmas noteiktos elektrificētos dzelzceļa posmos. Ar saules enerģiju darbināmie tuneļi nodrošina strāvu vilcieniem, kas steidzas garām pat ļoti lielā ātrumā. Šādas saules enerģijas iekārtas spēj saražot tūkstošiem megavatstundu elektroenerģijas. Līdzīgs saules tunelis 3,4 km garumā veiksmīgi darbojas, piemēram, starp Parīzi un Amsterdamu.

Arī paši vilcieni tiek apgādāti ar saules paneļiem. Spilgts piemērs ir lokomotīve Indijā, ko sauc par "Himalaju karalieni" starp Kalkas un Šimlas stacijām. Šis vilciens ir aprīkots ar 100 W saules paneļiem, kas ļauj tam pārvietoties ar vienu uzlādi aptuveni divas dienas.

Vēl nesen saules enerģijas laivas bija tikai upēs un kanālos, bet 2007. gadā Saules laiva Sun 21 veica savu pirmo eksperimentālo tālsatiksmes braucienu. Viņa šķērsoja Atlantijas okeānu tikai 29 dienās, pateicoties kurām viņa iekļuva Ginesa rekordu grāmatā par pasaulē ātrāko transatlantisko šķērsošanu, tikai pateicoties saules enerģijai. Saules laiva bija aprīkota ar saules paneļiem, kuru enerģija ļāva visu diennakti pārvietoties ar stabilu ātrumu 10-12 km/h.

2012. gada maijā noslēdzās saules kuģa Turanor PlanetSolar ceļojums apkārt pasaulei. 30 metrus garais un 15,2 metrus platais saules kuģis Monako ostu atstāja 2010. gada septembrī. Šis ir pirmais pasaules apceļojums, ko pilnībā darbina saules enerģija. Turanor PlanetSolar ir lielākais jebkad uzbūvētais peldlīdzeklis.

Gaisa transportlīdzekļi

Inženieri visā pasaulē strādā pie tādu gaisa transportlīdzekļu izveides, kas aprīkoti ar saules paneļiem. Līdz šim saules un hibrīdie dirižabļi ir visizplatītākie starp saules gaisa transportu.
Īpaša interese ir bezpilota lidaparātu (UAV) attīstība. Saules enerģija varētu ļaut tiem palikt gaisā pat vairākus mēnešus. Šādi gaisa transportlīdzekļi varētu atrisināt dažus uzdevumus, kas līdzīgi satelītiem.

Pirmais veiksmīgais eksperimentālais 48 stundu saules drona lidojums tika pabeigts 2007. gada septembrī.

2010. gadā Saules lidmašīna Šveicē veica 26 stundu testa lidojumu, kas sākās 8. jūlijā pulksten 7 un beidzās nākamajā dienā pulksten 9. Lidmašīna vispirms pacēlās aptuveni 8500 metru augstumā, bet vakara gaitā nolaidās 1500 metru augstumā, kur palika visu nakti. Tikai 15 dienas vēlāk, 2010. gada 23. jūlijā, Lielbritānijas aizsardzības uzņēmums QinetiQ organizēja eksperimentālu sava Saules bezpilota lidaparāta Zephyr-6 modeļa lidojumu. Šis lidojums bija rekords – 30 kg smags bezpilota lidaparāts pavadīja gaisā vairāk nekā divas nedēļas (336 stundas), lidojot Arizonas debesīs.

Saules enerģija kosmosa transportlīdzekļiem

Saules enerģiju bieži izmanto, lai darbinātu satelītus un kosmosa kuģus, kas darbojas Saules sistēmā, jo tā var kalpot kā enerģijas avots diezgan ilgu laiku bez pārmērīgas degvielas masas.

Satelītos ir vairāki radio raidītāji, kuriem jādarbojas pastāvīgā režīmā. Saules enerģija parasti netiek izmantota satelīta pozīcijas regulēšanai, tomēr tā tiek izmantota degvielas padeves procesa uzturēšanai.

© Sergejs Volters 2013
Jebkura rakstu materiālu kopēšana, pārdrukāšana un izplatīšana bez autortiesību īpašnieka atļaujas ir aizliegta un sodāma ar likumu. Autortiesību pārkāpums tiks izskatīts saskaņā ar Ukrainas likuma "Par autortiesībām un blakustiesībām" 52. pantu, Ukrainas Kriminālkodeksa 176. pantu, Ukrainas Civilkodeksa 432. pantu, Ukrainas kodeksa 51.-2. par administratīvajiem pārkāpumiem.

Pagājušā gadsimta vidū vienā no General Motors auto izstādēm pirmo reizi tika prezentēts pirmais ar saules enerģiju darbināmais auto, kura dzinējspēks bija elektromotors, ko darbina ar saules enerģiju darbināms selēna akumulators. Tā garums bija tikai aptuveni pusmetrs, un uz transportlīdzekļa jumta atradās nedaudz vairāk par desmit akumulatoriem.

Automašīnas dizainers bija kompānijas inženieris Viljams Kobs, kura pētījumiem tolaik uzņēmums lielus līdzekļus finansēja, solot lielu lēcienu ar saules enerģiju darbināmu automobiļu attīstībā. Tomēr pētījumi drīz tika ierobežoti, un to rezultāti tika aizmirsti gandrīz trīsdesmit gadus.

Elektriskā automašīna šodien: izrāviens nākotnē

Un tikai pagājušā gadsimta deviņdesmito gadu sākumā, kad saules paneļa efektivitāte pieauga līdz 15%, sākās atsevišķu izgudrotāju saulesmobiļu izgudrošanas uzplaukums, kas rezultātā ietvēra lielas autobūves kompānijas. Pavisam nesen Boeing koncerna nodaļa Spektrolab ir izstrādājusi paneļus ar aptuveni 36% efektivitāti, kas bija īsts izrāviens saules enerģijas izmantošanā.

Mūsdienās elektrisko transportlīdzekļu ražošana, kur akumulators tiek izmantots no saules, ir jaunāko tehnisko izgudrojumu un atklājumu uzmanības centrā materiālzinātnē. Galu galā paneļu zemā efektivitāte ir jākompensē ar zemiem mehāniskiem zudumiem un pašas iekārtas mazo svaru.

Tāpēc šajos modeļos tiek izmantoti jaunākie piedziņas izgudrojumi, tiem ir zemākās rites pretestības riepas, un to virsbūvei izmantoti visvieglākie, augstas stiprības kompozītmateriāli. Turklāt saules elektriskie automobiļi kalpo kā koncepcijas jaunāko autobūves sasniegumu testēšanai.

Tādējādi īpaši elektriskajiem transportlīdzekļiem ir izstrādāti viegli bezsuku līdzstrāvas motori ar stabiem, kas izgatavoti no retzemju magnētiskiem materiāliem. Un vairākos eksemplāros, lai pilnībā novērstu mehāniskos zudumus transmisijā, viņi sāka uzstādīt tā sauktos motora riteņus, kad elektromotors atrodas tieši katrā automašīnas riteņā. Tādi riepu uzņēmumi kā Michelin, Dunlop un virkne citu izstrādā riepas speciāli elektriskajiem transportlīdzekļiem, kuru rites pretestības koeficients šobrīd ir 0,007. Līdzīgas augsta līmeņa enerģiju taupošas riepas, izmantojot elektriskajiem transportlīdzekļiem paredzētās riepas, tiek izstrādātas arī parastajiem sērijveida modeļiem.

Lielu palīdzību autoražotājiem sniedza tik plānu saules paneļu izgudrošana, ka tie var aprīkot ne tikai jumtu, bet arī jebkuru automašīnas virsmu, tādējādi palielinot kopējo gaismas enerģijas absorbcijas laukumu. Pēdējā laikā, projektējot barošanas avotu sērijveida modeļiem, saules paneļi tiek izmantoti mikroklimata sistēmu, multimediju sistēmu un automašīnu akumulatoru uzlādes sistēmu barošanai autostāvvietās. Elektrisko transportlīdzekļu aerodinamiskās pretestības koeficients ir sasniedzis minimālo iespējamo vērtību (0,1).

Jauns sporta veids - saules auto rallijs

Ar saules enerģiju darbināmo automobiļu attīstības uzplaukuma rezultātā ir radies arī jauns sporta veids ar nosaukumu brainsport, kura ietvaros Austrālijā notiek ikgadējs saules auto rallijs ar aptuveni 3000 km attālumu starp Darvinas pilsētām. un Adelaida. Šīs sacensības piesaista tūkstošiem skatītāju, un miljoni tās skatās televīzijā. Šiem konkursiem uzmanību neatņem lielie automobiļu koncerni, kuri saprot, ka šāda veida enerģija ir nākotne.

Vairāk nekā piecdesmit gadu progresa rezultāts ir virkne elektrisko transportlīdzekļu dizainu, ko darbina paneļi, kas pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā.

Tātad 1996. gadā Austrālijas rallijā Honda's Dream automašīna veica 3010 kilometrus ar ātrumu 90 km/h un maksimālo ātrumu 135 km/h.

Tajā pašā gadā General Motors prezentēja Sunracer, kas paātrinās līdz 100 km/h 9 sekundēs un kura maksimālais ātrums ir 130 km/h. Tas bija aprīkots ar modernu, tajā laikā augstas efektivitātes elektromotoru un ar parastajiem svina akumulatoriem varēja nobraukt aptuveni 100 kilometrus.

Vienā no Austrālijas sacensībām trešo vietu ieņēma Mičiganas Universitātes studentu idejas. Momentum automašīna uzrādīja ātrumu 105 km/h, uz tā dēļa nēsājot vadītāju un paneļus ar vairāk nekā 3000 saules paneļiem. Dzinēja jauda bija 2 kW un svars ar vadītāju 290 kilogrami. Tehnikai ir trīs riteņi, kuru platums ir tikai 65 milimetri, lai samazinātu rites pretestību.

Par Austrālijas rallija uzvarētājiem 2001. un 2003. gadā kļuva Nīderlandes Nuna3 braucēju komanda, kas trasi veica divdesmit deviņās stundās un vienpadsmit minūtēs ar vidējo ātrumu 102,75 km/h. Šī auto teorētiskais maksimālais ātrums ir 170 km/h.

Jaunu projektu izstrāde

Franču uzņēmumam Venturi ir divi ar saules enerģiju darbināmu automašīnu projekti, kas gandrīz gatavi ražošanai: Ecletic un Astrolab. Ecletic ir jumts ar saules bateriju un 22 ZS elektromotoru, kas ļauj braukt ar ātrumu 50 km/h aptuveni 50 kilometrus. Uzlabotā Astrolab kopija spēj pārvarēt 110 kilometrus, un dažos apgabalos tā ātrums ir 120 km / h.

Nesen tika ieviests ar saules enerģiju darbināms transportlīdzeklis, ko izstrādājusi Dienvidaustrālijas universitātes mācībspēku un studentu grupa. Paātrinājums līdz 100 km/h Trev modelī ir 10 sekundes, ar maksimālo ātrumu 150 km/h. Vairāk nekā 150 kilometru nobraukumu nodrošina 44 kilogramus smags litija akumulators, kas uzlādēts no saules paneļa. Mašīnai ir 2 sēdvietas un diezgan ietilpīgs bagāžnieks. Iekārta sver 270 kilogramus, aprīkota ar efektīvu elektrisko piedziņu ar zemu trokšņa līmeni un konstruktīvi darbināma uz koplietošanas ceļiem. Saules mobilo izstrādātāji pozicionē kā tuvākās nākotnes pilsētas transportu.

Šāda transportlīdzekļa izmaksas pārsniedz pusmiljonu dolāru, un daži gadījumi sasniedz 2 miljonus, piemēram, Dream no Honda Corporation. Tāpēc automašīnu masveida ražošana, izmantojot paneļus, kas ņem enerģiju no saules, visticamāk, drīz nenotiks. Tikmēr šādi modeļi var atrast īpašnieku ar atbilstošu kapitālu. Tiesa, kāds Venecuēlas ražošanas uzņēmums paziņoja par nenovēršamu ar saules enerģiju darbināmu vieglo un mazo kravas automašīnu ražošanu, kuru vērtība nepārsniedz 6000 USD, taču līdz šim lietas nav tikušas tālāk par solījumu.

Elektromobiļa priekšrocības un trūkumi

Neatkarīgi no tā, kā attīstās šis transporta attīstības virziens, ar saules enerģiju darbināmām automašīnām ir daudz pozitīvu īpašību, kas var kļūt par teikumu transportlīdzekļiem ar iekšdedzes dzinēju:

• neierobežots krājums uz diennakts gaišajā laikā uzkrāto enerģiju;
• degvielas uzpildes staciju tīkla trūkums;
• saules paneļa ilgs kalpošanas laiks;
• pilnīga kaitīgo izmešu trūkums;
• bezmaksas enerģija.

Tikmēr šīs priekšrocības kļūst, gluži pretēji, saules mobilo ierīču trūkumi, kas neļauj tiem kļūt par plaši izplatītu transporta veidu.

Ar saules enerģiju darbināmi transportlīdzekļi ir iekļauti gandrīz visu lielāko autobūves koncernu programmā. Turklāt tas pats attiecas uz finanšu attīstību šajā jomā, ko veic mazi projektēšanas biroji un izglītības iestāžu komandas. Pēc ekspertu domām, sērijveida elektromobilis var parādīties tikai tad, kad saules baterija sasniedz 50% efektivitāti. Tad ar saules enerģiju darbināmās automašīnas varēs veiksmīgi konkurēt ar iekšdedzes dzinēju darbināmām automašīnām.

Visa pasaule piedzīvo degvielas krīzi: naftas rezerves ar katru dienu sarūk, un tās patēriņa apjoms, gluži pretēji, pieaug. Pasaulei tuvojas ekoloģiskā katastrofa: katru dienu automašīnas vidē izdala milzīgu daudzumu izplūdes gāzu. Zinātnieki visas šīs problēmas cenšas atrisināt ar vienu ļoti interesantu, un pats galvenais, noderīgu izstrādņu – ar saules bateriju darbināmu auto. Un tā nav zinātniskā fantastika, bet ļoti reāla ideja, kas veiksmīgi īstenota jau daudzus gadus.

Ar saules enerģiju darbināmas automašīnas pastāv kopš 1982. gada. Izgudrotājs Hanss Tolstrups ar šādu automašīnu šķērsoja Austrāliju, tikai viņa ātrums bija tikai 20 km / h. Un pēc 14 gadiem saules transportlīdzekļu ātrums palielinājās līdz 135 km/h. Tieši šo skaitli uzrādīja IV starptautiskajā rallijā uzvarējušā "saules" automobiļa "Dream" spidometrs. Piekrītu, lielisks rādītājs automašīnai, kas darbojas tikai ar saules starojumu, taču šis “Sapnis” maksāja 2 miljonus dolāru.

Attīstība "saules" elektrisko transportlīdzekļu jomā

Saules elektriskie transportlīdzekļi, kā norāda nosaukums, izmanto saules enerģiju. Viena no galvenajām saitēm, kas iesaistīta šajā procesā, ir fotokonverteri, tie ir atbildīgi par saules enerģijas uzkrāšanu. Tādējādi šāds auto no vides ienaidnieka pārvēršas par savu sabiedroto, jo videi draudzīga saules gaisma darbojas kā enerģijas avots.

Protams, ir pāragri runāt par "saules" elektrisko transportlīdzekļu plašo izmantošanu. Galvenā problēma, kas vēl ir jāatrisina, ir izmantoto fotoelementu zemā efektivitāte. Līdz šim šis rādītājs ir 12%. Lai saules automašīnas būtu pieejamākas, ir nepieciešams:

1. Reizēm samaziniet fotokonverteru izmaksas.
2. Palieliniet lietderīgo atdevi vismaz par 40%.
3. Samaziniet automašīnas svaru, kas samazinās patērētās enerģijas daudzumu.

Taču progress nestāv uz vietas, un zinātnieki katru dienu strādā pie jauniem saules transportlīdzekļu sasniegumiem. Pirmkārt, uzlabojumi skāruši ar saules enerģiju darbināmo dzinēju. Tātad jaunākajos "saules" automobiļu modeļos tiek izmantoti vieglie bezsuku līdzstrāvas motori, kuru efektivitāte ir 98%. Tiek izmantoti arī zema ātruma dzinēji, kas iebūvēti tieši piedziņas riteņos, kas novērš enerģijas zudumus transmisijas laikā.

Jaunumi ir skāruši arī riteņus. Tagad saules transportlīdzekļiem izmantojiet riepas ar minimālo rites pretestības koeficientu. Michelin tiek uzskatīts par līderi šādu riepu ražošanā. Cita starpā saules paneļu enerģija tiek izmantota radio, navigatora, gaisa kondicioniera un citu automašīnu ierīču, kas kalpo ērtai un drošai braukšanai, darbināšanai.

Uzlabojumi skāra arī "saules automašīnas" izskatu. Patiešām, no pirmā acu uzmetiena jūs pat uzreiz nesapratīsit, ka jūsu priekšā ir parasta automašīna. Bet tas tiek skaidrots nevis ar dizaineru iztēli, kuri izstrādā ar saules paneļiem darbināmu automašīnu, bet gan ar nepieciešamību. Patiešām, lai šāds auto nobrauktu vairākus desmitus kilometru, būs nepieciešams ievērojams enerģijas daudzums, ko spēj nodrošināt tikai lielas platības saules baterija. Tā nu sanāk, ka saules mašīnas izskatās nevis kā parasts transportlīdzeklis, bet gan kā kosmosa kuģis no kādas fantastiskas asa sižeta filmas. Tātad, ja jums patīk viss radošais, tad jums noteikti patiks saulesmobilis.

Neaizmirstamākie saules auto klases pārstāvji

Auto Ecletic, kas darbojas ar saules enerģiju, ir viens no franču kompānijas Venturi sasniegumiem. Šīs automašīnas īpatnība ir 22 ZS jauda. Jāpiebilst, ka lielākajai daļai saules transportlīdzekļu šis rādītājs nepārsniedz 1 ZS. ar saules baterijas laukumu 2 kvadrātmetri. Ecletic darbojas tikai bez degvielas izmantošanas.

Piemēram, bez uzlādēšanas šāds auto var nobraukt 50 km ar vidējo ātrumu 50 km/h. Papildus saules enerģijai Ecletic var izmantot vēja enerģiju, tas ilgs tikai 15 km. Bet mākoņainā laikā jūs varat uzlādēt automašīnu no parastās kontaktligzdas, tas aizņems tikai 5 stundas.

Astrolab

Astrolab ar saules enerģiju darbināmais transportlīdzeklis pieder arī uzņēmumam Venturi. Šis modelis izrādījās perfektāks par Ecletic. Tā maksimālais ātrums ir 120 km/h, un tas var nobraukt līdz 110 km. Fotoelektrisko elementu platība bija 3,6 kvadrātmetri. Un arī mašīnas cena mūs "nepievīla" - 92 tūkstoši eiro, tik daudz jāmaksā par šo modernās autobūves brīnumu.

Izstrādātājiem izdevās sasniegt tik augstus tehniskos parametrus, pateicoties automašīnas formai. Tas ir veidots tāpat kā automašīnas, kas piedalās Formulā 1. Un kā papildu aizsardzība tiek izmantots īpaši viegls oglekļa monokoks. Astrolab izstrādāja slavenais Sasha Lakik, kurš jauno modeli salīdzināja ar spārnu uz riteņiem.

Saules pasaule GT

Ar saules enerģiju darbināma elektriskā transportlīdzekļa Solar World GT izstrāde vēl nav pabeigta. Saskaņā ar Šveices kompānijas Green GT datiem, elektriskajam superautomobilim būs šādas specifikācijas:

• paātrinājums līdz 100 km tikai 4 sekundēs;
• maksimālais ātrums būs 275 km/h;
• elektrostacijas jauda sasniegs 350-400 ZS.

Taču visi šie skaitļi pagaidām ir tikai plānos, un kā viss būs patiesībā, uzzināsim tikai pēc Solar World GT prezentācijas plašākai sabiedrībai.

Saules paneļu uzstādīšana automašīnā

Ja vēlies iesaistīties saules enerģētikā, bet vēl nevari atļauties īstu saules auto, vari izmantot ideju, kas ik dienu pieņemas spēkā – saules paneļa uzstādīšanu uz automašīnas jumta. Turklāt to izmanto ne tikai amatnieki, bet arī globālās autobūves giganti, piemēram, Toyota, BMW un citi. Protams, ar uzkrāto enerģiju nepietiks, lai Jūs varētu brīvi pārvietoties pa pilsētu, taču Jūs viegli varat nodrošināt navigācijas sistēmas vai gaisa kondicionēšanas darbību, izmantojot saules enerģiju.

Pirms dažiem gadiem Toyota paziņoja par saules paneļu uzstādīšanu Prius hibrīdauto "augšējā" versijā. Bet šīs iespējas klātbūtne vien izraisīja strauju šīs automašīnas izmaksu pieaugumu. Tomēr fotoelementi ar katru dienu kļūst dārgāki, un uzkrātās enerģijas uzkrāšanas process ir diezgan sarežģīts. Ne mazāk populārs ir Mercedes Benz LKS 2012, uz kura jumta izstrādātāji uzstādīja arī saules bateriju.

Automašīnas saules baterija ir paredzēta, lai uzturētu enerģiju ierīcēm, kas patērē elektroenerģiju, kā arī taupītu akumulatora enerģiju ilgstošas ​​stāvēšanas laikā. Šādu akumulatoru jauda svārstās no 40 līdz 70 vatiem. Papildus akumulatoram jums būs nepieciešams īpašs kontrolieris. Ir nepieciešams regulēt uzlādi un izlādi, jo mainoties laika apstākļiem, kā arī dienas un nakts maiņai, var novērot dažādus izmantoto fotoelementu darbības režīmus.

Darvina-Adelaidas sacīkstes — Saules automašīnu testēšana

Ja esat kaut nedaudz pazīstams ar saules enerģiju darbināmām automašīnām, tad noteikti būsiet dzirdējis par slavenākajām sacīkstēm, kas Austrālijā notiek ik pēc 2 gadiem. Tajos piedalās tikai tās automašīnas, kas izmanto saules enerģiju. Tos aizsāka Hanss Tolstrups, par kuru stāstījām raksta sākumā. Darvina-Adelaidas sacīkstes mudina visus aktīvistus, kuriem rūp mūsu ekoloģijas liktenis, izstrādāt jaunus uzlabojumus saules automašīnām.
Sacīkšu organizatori visiem dalībniekiem izvirza diezgan stingras prasības:

1. izmantoto bateriju jauda nedrīkst pārsniegt 5 kW / h;
2. satiksme uz šosejas stingri saskaņā ar grafiku no pulksten 8 līdz 17.
3. vadītāja svars nedrīkst būt mazāks par 80 kg, pretējā gadījumā elektromobilim ir piestiprināts papildu balasts;
4. komandā jābūt 2-4 braucējiem.

2011. gadā skrējienos piedalījās 37 komandas, bet tikai 7 no tām spēja veikt distanci. Japānas komandas ar saules enerģiju darbināmā automašīna bija pirmā, kas šķērsoja finiša līniju. Otrajā vietā ierindojās holandieši, bet trešajā - amerikāņi. Tokai Challenger 2 sacensību uzvarētājam (att. Tokai Challenger 2) bija nepieciešamas 32 stundas un 45 minūtes, lai pārvarētu sacensību trasi. Saules automašīnas vidējais ātrums bija 91,5 km/h, bet maksimālais ātrums – 160 km/h. Kā redzam, progress ir uz sejas.

Un 2013. gadā uzvarēja Eindhovenas Tehniskās universitātes studenti no Nīderlandes. Viņu četrvietīgais ar saules enerģiju darbināmais auto ar nosaukumu Stella spēj sasniegt ātrumu līdz 110 km/h, un ar silikona paneļu uzkrāto saules enerģiju pietiek 600 kilometriem, ja vien nav saules gaismas. Stella sver 380 kg ar garumu 4,5 metri un platumu 1,65 metri. Saules automašīnas konstrukcija ir izgatavota no alumīnija un oglekļa šķiedras.

Ar saules enerģiju darbināmas automašīnas lēnām, bet noteikti ienāk mūsu dzīvē. Paies vairākas desmitgades, un saules automašīna pārstās būt kaut kas tāls un nepieejams. No unikālas izstrādes tas pārvērtīsies par masu transportlīdzekli. Un, lai gan mūsdienās daudzi "saules" automašīnu dēvē par fantastisku rotaļlietu bagātajiem, noteikti pienāks laiks un viss mainīsies. Patiešām, kā liecina vēsture, daudzas lietas, kas cilvēkos izraisīja neizpratni un modrību, tagad ir kļuvušas par mūsu dzīves neatņemamu sastāvdaļu.

Rakstu sagatavoja Abdullina Regina

Šis video ir vēl viens ar saules enerģiju darbināmas automašīnas piemērs: