Как в автомобилестроении используется солнечная энергия?
Топливный кризис в мире не за горами. Не так давно озвучивались данные о том, что при сохранении нынешних темпов добычи нефти в России, её хватит на 30 лет. То есть, запасы тают с каждым днём, а потребление растёт. Кроме того, есть и другая проблема. От большого количества автомобилей ежедневно в атмосферу поступает масса выхлопных газов с вредными веществами. Эти проблемы нужно решать. Причём в ближайшее время. Некоторые специалисты видят выход в создании электромобилей, работающих на солнечной энергии. Действительно, это не фантастический рассказ, а реальные разработки. Конечно, до выпуска серийных моделей ещё далеко, но уже есть рабочие образцы, включая гоночные кары.
Содержание статьи
Использование солнечной энергии в автомобилестроении
Впервые фотоэлектрические панели на крыше автомобиля попробовали установить довольно давно. В наше время появились полноценные авто, которые приводятся в движение исключительно от солнечной энергии. И эти автомобили делаются не в единичном экземпляре энтузиастами, а в производственных цехах крупных автомобильных корпораций.
Автомобиль на солнечных батареях
Концерн General Motors ещё в середине прошлого столетия представил модель с электродвигателем, который работает на солнечной энергии. В длину машина была не больше полуметра. Н крыше были закреплены 10 солнечных батарей.
Разработкой автомобиля занимался Уильям Кобб ─ инженер компании GM. Эти исследования были профинансированы автомобильным гигантом в надежде на прорыв. Но тогда исследования свернули из-за низкой рентабельности, а вернулись к ним лишь через несколько десятилетий.
К разработкам авто на солнечной энергии вернулись в девяностые годы прошлого века. В этом время КПД фотоэлементов достиг 15 процентов. Это послужило мощным толчком к освоению энергии солнца. К делу разработки электромобилей подключились многие крупные концерны. Не так давно появлялись сообщения о том, что специалистам из Spektrolab удалось получить солнечные панели с КПД выше 30%. Но серийных образцов с такой эффективностью пока не выпускается.
Солнечные панели на крыше машины
Вернуться к содержанию
Особенности автомобилей на энергии солнца
Электромобилей с солнечными батареями объединяют в себе все самые последние разработки в области автомобилестроения. Поскольку КПД фотоэлементов небольшой, требуется минимизировать вес машины и потери энергии на трении, а также улучшить аэродинамику. Именно поэтому в таких электромобилях используются последние разработки в сфере трансмиссии, колёс, покрышек. Для изготовления кузова применяются прочные, но лёгкие композитные материалы. Такие концепт-кары в дальнейшем являются донорами технологий для серийных моделей.
К примеру, для электромобилей в своё время были разработаны электромоторы бесколлекторного типа, имеющие малый вес и полюса из редкоземельных металлов. Для того, чтобы избавиться от потерь на трансмиссии, были разработаны колёса-моторы. То есть, электродвигатель устанавливается прямо на каждое колесо. Известные производители покрышек (Dunlop, Michelin) уже работают над созданием специальных покрышек для электромобилей. Коэффициент сопротивления качению у них достигает 0,007. Подобные покрышки позволяют существенно экономить на расходуемой энергии и уже используются на некоторых автомобилях с ДВС.
Вот такой автомобиль из будущего
Серьёзным шагом стала разработка солнечных батарей малой толщины. Такими панелями можно оборудовать любые поверхности кузова авто, что увеличивает площадь поглощения. Попутно при конструировании обычных серийных автомобилей солнечные панели стали устанавливаться в них и вырабатывать электроэнергию для питания климат-контроля, системы мультимедиа во время стоянки. Кроме того, была проведена серьёзная работа по снижению коэффициента аэродинамического сопротивления. В электромобилях он находится на уровне 0,1.
Многие автомобили на солнечной энергии имеют футуристический внешний вид. Это не дизайнерские изыски, а необходимость в дополнительной площади кузова. На неё можно установить больше фотоэлементов и нарастить поглощение солнечной энергии.
О серийном выпуске гелио автомобилей пока говорить преждевременно. Чтобы сделать их массовыми нужно решить ряд трудных задач. Вот основные из них:
- Увеличение КПД фотоэлементов;
- Снижение стоимости солнечных панелей;
- Снижение веса автомобиля.
Вернуться к содержанию
Плюсы и минусы гелио автомобилей
Итак, подведём итоги по плюсам и минусам автомобилей на солнечной энергии.
Плюсы
- Солнечная энергия бесплатна;
- Не требуется сеть заправочных станций;
- Фотоэлементы имеют большой срок службы (до 30 лет);
- Не выбросов а атмосферу;
- Использование таких авто стимулирует разработку передовых технологий в смежных сферах.
Вернуться к содержанию
Минусы
- Низкий КПД фотоэлектрических панелей (максимум 12─15%);
- Высокая стоимость солнечных панелей;
- Эффективность выработки электроэнергии зависит от времени суток и погоды;
- Необходимо осуществлять накопление энергии от батарей.
Вернуться к содержанию
Примеры электромобилей на солнечных батареях
Astrolab
Выпуском этого электромобиля занимаются специалисты компании Venturi. Максимальная скорость, которую развивает авто, составляет 120 километров в час. Пробег до 110 километров. На автомобиле закреплены фотогальванические элементы общей площадью 3,6 квадратных метров. Стоимость этого чуда составляет больше 90 тысяч евро.
Электромобиль Astrolab
Как говорят конструкторы, таких параметров им удалось добиться благодаря усовершенствованному кузову автомобиля. Astrolab подобен гоночным болидам. Внутренняя часть машины выполнена в виде карбонового монокока для защиты водителя и пассажира. Дизайн Astrolab разработал Саша Лакик. Сам он называет этот электромобиль, как крыло на колёсах.
Вернуться к содержанию
Ecletic
Ecletic является ещё одним гелиомобилем от Venturi. Мощность двигателя этого авто составляет 22 лошадиные силы. Для сравнения, у других авто на солнечных батареях мощность в среднем составляет одну лошадиная сила с двух квадратных метров панелей. Ecletic работает только от энергии солнца.
Гелиомобиль Ecletic
Конструкторы утверждают, что их творение пробегает на скорости 50 километров в час до пятидесяти километров. И ещё один интересный нюанс Ecletic. Машина может проходить до 15 километров на энергии ветра. Если на улице непогода, то авто заряжается от электрической сети примерно за 5 часов.
Вернуться к содержанию
Stella
Конструкторы из голландского технического университета Эйндховена называют концепт-кар Stella первым семейным гелиомобилем. В нём могут перемещаться до 4 человек. Салон комфортный и ездить в нём можно с удобством. В «Стелле» также есть довольно объёмный багажник. Кузов автомобиля выполнен из алюминия и углеволокна. Масса всего 380 килограмм при габаритах 4,5 на 1,65 метра.
Гелиомобиль Stella
Солнечные панели установлены на крыше. В системе управления предусмотрен «умный руль» и сенсорная панель. Stella может развивать скорость до 110 километров в час. В тёмное время суток на аккумуляторах автомобиль пробегает до 600 километров.
Вернуться к содержанию
Solar World GT
Разработкой этого электромобиля занимается швейцарская компания Green GT. Заявленные характеристики у него впечатляющие. Максимальная развиваемая скорость 275 километров в час. Разгон до «сотки» выполняется за 4 секунды. При этом мощность электромотора планируется на уровне 350─400 л. с.
Электромобиль Solar World GT
Скорее всего, автомобиль будет укомплектован большим количеством аккумуляторов для обеспечения такой внушительной мощности.
Вернуться к содержанию
Гонки на солнцемобилях в Австралии
Говоря об использовании солнечной энергии в автомобилестроении, нельзя не упомянуть о гонках на гелиомобилях в Австралии. Они проводятся по маршруту Дарвин – Аделаида раз в два года. В них принимают участие только автомобили, работающие на солнечной энергии.
Гонки на электромобилях в Австралии, Дарвин – Аделаида
У истоков этих соревнований стоял Ханс Толструп. Электромобили проезжают через всю Австралию по маршруту Дарвин – Аделаида. Требования к участникам следующие:
- Ёмкость аккумуляторных батарей ограничена суммарным значением 5 кВт/ч;
- Передвижение осуществляется в период с 8-00 до 17-00;
- Вес водителя не меньше 80 килограмм. В противном случае к авто подвешивается балласт;
- Команда участников состоит из 2─4 водителей.
Интересна статистика этого соревнования и постепенное улучшение характеристик электромобилей. В 2011 году участие в гонках приняли 37 команд. До финиша дошли только семь. Тогда победили японцы, второе место заняли голландцы, третье – США. Японский кар Tokai Challenger 2 преодолел трассу чуть меньше, чем за 33 часа. Скорость в среднем была около 92 километров в час. Через два года в соревнования победили голландцы на семейном автомобиле Stella, который уже упоминался выше. Их автомобиль разгонялся на трассе до 110 километров в час.
Можно с уверенностью сказать, что электромобили на солнечных батареях постепенно входят в нашу жизнь. О массовом использовании говорить пока рано, поскольку есть ряд проблем, серьёзно сдерживающих развитие. Но через несколько десятков лет гелиомобиль обязательно переедет из разряда «игрушек для миллионера» в продукт, доступный массовому пользователю.
Опрос
Загрузка ...
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
(голосов: 3, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
