Автомобили на солнечных батареях - миф или реальность? Что такое солнцемобиль

Солнцемобили - вдогонку за солнцем

Идея передвижения на транспортных средствах, использующих солнечную энергию, очень заманчива. Ведь такой электромобиль имеет только солнечные батареи, электромотор и аккумулятор для сохранения выработанной электроэнергии. Ломаться практически нечему! Главное препятствие на пути их широкого распространения – отсутствие эффективных солнечных элементов. И хотя в лабораторных условиях удается достичь КПД в 40%, эффективность лучших коммерчески выпускаемых элементов не превышает 22 %. Кроме того, около 90% всех солнечных модулей изготавливаются из кремния, а его производство экологически небезопасно.

Практические конструкции «солнцемобилей»

Внешне все электромобили, питающиеся от солнечных элементов, похожи. Большинство из них выполнены по одной схеме: напоминающий крыло плоский корпус, практически весь покрытый солнечными панелями, каплевидная обтекаемая кабина, три колеса, закрытые обтекателями. Заднее колесо — ведущее, со встроенным в ступицу электромотором. Такая концепция позволяет улучшить аэродинамику и уменьшить вес.

Tokai Challenger 2

Победитель гонок 2011 года World Solar Challenge японский солнцемобиль Tokai Challenger 2 полностью соответствует этой концепции. Он представляет цельную трёхколёсную конструкцию с небольшой кабиной в задней части и плоским кузовом, покрытым фотоэлектрическими панелями. Общая площадь солнечных батарей составляет 6 кв.м. КПД батареи 22%, выходная мощность 1,32 кВт. Излишки энергии запасаются в литий-ионном аккумуляторе мощностью 5 кВт*ч и весом 21 кг. Максимальная скорость солнцемобиля — 160 км/ч, а среднее значение 90 км/ч. При габаритах 4,9*1,59*0,88 масса электромобиля составляет всего 140 кг.

Nuna 7

Солнцемобиль Nuna7, созданный голландской командой Nuon Solar Team, также относится к лучшим достижениям в своем классе. Но он, в отличие от предшественника Nuna 6, имеет четыре колеса, а не три (из-за изменений в правилах проведения соревнований). В гонках World Solar Challenge 2013 Nuna7 стал победителем, показав среднюю скорость 90,71 км/ч. Габаритные размеры: длина 4,5 метра, ширина 1,8 метра, высота 1,12 метра при весе 150 кг. Доводка формы кузова производилась в аэродинамической трубе, в ходе которой удалось снизить сопротивление воздушному потоку на 10 %. Общая площадь солнечных элементов составляет 6 кв.метров. Источником питания служит литий-ионная батарея емкостью 5,3 Квт*ч весом 21 кг.

SolarTaxi

Несколько отличается от общей концепции солнцемобиль SolarTaxi. Он также представляет собой трицикл, собранный на трубчатой раме, обклеенной кузовными панелями. Но, в отличие, от собратьев, он двухместный. Рулевое колесо и педали сделаны передвижными, так что машина может быстро превращаться из лево- в праворульную. А самое главное отличие – в размещении батарей. Так как габариты машинки малы, что не позволяло разместить достаточное количество солнечных элементов, было принято решение разместить солнечную батарею на прицепе. Таким образом, площадь батареи довели до 6 кв. метров, значительно увеличив дальность хода. Вместе с прицепом SolarTaxi весит 750 кг.

Солнечные батареи питают 20-сильный электромотор, который способен разогнать машину до 90 км/ч. Полученная энергия запасается в натрий-никель-хлоридных аккумуляторах. Такие батареи могут заряжаться от бытовой электросети за 30 минут до половины емкости, а на полную зарядку необходимо от 6 до 8 часов. Кроме того, они намного дешевле литий-ионных и легко утилизируются. При скорости 50 км/ч энергии солнечных и аккумуляторных батарей хватит на 350 км пробега. Без прицепа и с одной полностью заряженной АКБ солнцемобиль может проехать до 200 км. Минимальный же пробег на солнечных батареях при езде в солнечную погоду составляет 100 км. Швейцарский энтузиаст солнцемобилей Луи Палмер совершил в 2007 году кругосветное путешествие на SolarTaxi протяженностью 57000 км. За все время пути с автомобилем случились только две поломки.

avtonov.info

Солнцемобиль - реальность?

Велогелиомобиль.

В поисках новых ресурсов топлива, в стремлении заменить автомобили экологически чистыми транспортными средствами специалисты все чаще обращаются к солнцу — неисчерпаемому источнику лучистой энергии. Гелиоэнергетика быстро развивается в самых разных направлениях — от космоса до жилищного строительства и сельского хозяйства. Солнцемобили, которые совсем недавно рассматривали лишь как забавный аттракцион, сегодня пересекают страны и континенты, не уступая в скорости легковому автомобилю. Конструкции лучших из них опираются на авиационную и космическую технику и технологию, последние достижения машиностроения, химии, электротехники и электроники.

Чаще всего такие экипажи можно встретить в Швейцарии, где на них с 1975 года проводят многодневное ралли «Тур де соль» (с 1987 — чемпионат мира). Количество экипажей участников достигает 100, из которых около 40 — зарубежные. Технический регламент соревнований хорошо отражает уровень и возможности машин.

По сути, речь идет о легких электромобилях, которым энергию для подзарядки аккумуляторов дают солнечные батареи, размещенные как на самом электромобиле, так и вне его (передвижные или стационарные гелиоустановки). Они, в свою очередь, непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую благодаря фотоэлектрическому эффекту.

Наиболее перспективными считают электро- (или солнце-)мобиль с зарядкой от небольших гелиостанций мощностью 1,5—10 кВт, размещаемых на крышах зданий, в других подходящих местах. Появились они в США, Германии и других странах. В течение года установка мощностью — 2—2,5 кВт отдает в сеть общего пользования около 3500 кВт-ч электроэнергии, а при размещении в горных районах — значительно больше. Этого достаточно для зарядки аккумуляторов нескольких электромобилей. В ближайшем будущем мощность каждой установки, а их в Швейцарии несколько десятков, предполагают довести до 100 кВт.

Созданием машин занято более 20 швейцарских фирм, но лишь немногие добились ощутимых успехов. Так, с 1986 года фирма «Сан-крафт» продала уже более 30 экземпляров своего двухместного «Салка-солар». Пробег на одной зарядке аккумулятора у него — около 50 километров, максимальная скорость — 50 км/ч, масса — 400 кг, габаритные размеры: длина — 2400 мм, ширина — 1250 мм и высота — 1370 мм. Цена «Салка-солар» — почти 17000 швейцарских франков, за солнечную панель на кузове мощностью 100 кВт — еще 1800.

Близка к нему по параметрам модель «Пингвин» стоимостью 16000 франков, которую выпускает фирма «Фридес Солар». Ее солнечная панель имеет номинальную мощность 80 Вт.

Фирма «Хорлахер» с 1985 года строит одно- и двухместную модификации трехколесного электромобиля с асинхронным двигателем (цена — 16500 франков) с питанием от солнечных батарей.

По условиям «Тур де соль», солнцемобиль считается серийным, если фирма продала не менее 10 машин данной модели и они официально допущены к движению по дорогам общего пользования.

Экспериментальный солнцемобиль «Санрейсер».

Организаторы чемпионата делают все возможное для их популяризации. Регулярно проходят семинары, конференции, а в феврале 1989 года в Берне состоялся первый солнцемобильный салон. Технические требования «солнечного ралли» поощряют участие в нем доступных по цене машин, пригодных для серийного производства, а не уникальных рекордсменов наподобие американского «Санрейсера», который в ноябре 1987 года пересек Австралию с севера на юг, пройдя 3025 километров со средней скоростью 67,4 км/ч, развив на пробном участке 114 км/ч. Его разработка обошлась концерну «Дженерал моторс» в несколько миллионов долларов.

На «Тур де соль» таких скоростей не показывают, но один из основных призов жюри присуждает за солнцемобипь, отличающийся оптимальным сочетанием весовых и энергетических характеристик, надежностью и простотой эксплуатации, безопасностью и современным дизайном.

Всякий солнцемобиль — это устройство, которое преобразует солнечную энергию в механическую (энергию движения ведущих колес). В качестве основных элементов он включает фотоэлектрические преобразователи, аккумуляторную батарею, электродвигатель и трансмиссию.

КПД аккумуляторной батареи, электродвигателя и трансмиссии электромобиля можно принять равным соответственно 80%, 85% и 90%, а КПД электронных преобразователей тока и блоков управления — 97—98 %. Общий КПД такой системы преобразования энергии — около 60 %. При зарядке аккумуляторов энергией, вырабатываемой на обычных электростанциях с КПД преобразования тепла в электричество 30 %, можно считать, что КПД электромобиля и автомобиля с бензиновым двигателем (он около 20 %) приблизительно одинаковы. Значит, с точки зрения энергозатрат эти машины равноценны.

Но широкому использованию электромобилей препятствуют низкая энергоемкость, недостаточная долговечность и высокая стоимость аккумуляторных батарей. Электромобиль может стать перспективным лишь при оборудовании недорогими аккумуляторами, обеспечивающими пробег без перезарядки не менее 120 км.

На пути распространения солнцемобилей есть, кроме проблемы аккумуляторов, не менее серьезное препятствие — высокая стоимость и малая эффективность фотоэлектрических преобразователей. Сейчас наиболее распространенные солнечные элементы имеют КПД 10 % и только единичные — 15 %. При этом общий КПД солнцемобиля как преобразователя энергии падает до 6—9%. Однако тенденции в развитии гелиоэнергетики обнадеживают.

Еще в 70-х годах в США удельная стоимость кремниевых солнечных элементов в расчете на один ватт установленной мощности составляла 50—60 долларов, а за последние 10—12 лет благодаря совершенствованию технологии изготовления снизилась до 5—6 долларов. Задача — снизить стоимость до 50 центов за ватт, чтобы вырабатывать электроэнергию по ценам, конкурентоспособным с другими ее автономными источниками, например дизель-электростанциями.

Только в США интенсивным совершенствованием фотопреобразователей на основе кристаллического и аморфного кремния, кремнийгерманиевых сплавов, арсенида галлия, теллурида кадмия и других материалов заняты десятки исследовательских организаций и промышленных фирм. В Национальной лаборатории Сандия в Альбукерке получены солнечные элементы с КПД, превышающим 30%.

Советские исследователи считают вполне реальным сократить стоимость солнечных батарей в 50—100 раз по сравнению с сегодняшней. Ими теоретически доказана возможность создавать элементы из однородных полупроводниковых материалов с КПД до 44%, а при использовании специальных структур — до 93%.

Рынок фотоэлектрической техники расширяется впечатляющими темпами. Однако специалисты полагают, что солнцемобили смогут всерьез конкурировать с автомобилями лишь после создания долговечных и недорогих солнечных элементов с КПД не ниже 50 %. Вероятно, это будет одно- или двухместный городской экипаж с дневным пробегом, не превышающим 70—80 километров, со скоростью 40—50 км/ч, бесшумный и не загрязняющий воздух.

А в Швейцарии, с которой мы начали рассказ, воспользоваться им можно уже сегодня. В январе 1990 года в Берне открылось первое в Европе бюро проката электромобилей, аккумуляторы которых можно подзаряжать от стационарных «солнцезаправок». В ясную погоду таким экипажам гарантирован запас хода 100 километров. Муниципалитет Берна заявил, что в 1995 году любой пассажир, прибывший в город по железной дороге, сможет арендовать солнцемобиль прямо на вокзале.

Солнцемобиль «ДОКА-гелио». Масса с аккумуляторами — 170 кг, максимальная скорость — 53 км/ч, площадь фотоэлементов — 6 м2, номинальная мощность элементов — 720 Вт, длина — 4500 мм, ширина — 1500 мм, высота — 800 мм.

Наши успехи в использовании солнечной энергии для транспортных средств пока скромны. Весной 1989 года солнцемобиль построил творческий коллектив под руководством А. Кноха, финансируемый Центром НТТМ «ДОКА» в подмосковном Зеленограде. Летом 1989 года его сопнцемобиль демонстрировался на Всесоюзном конкурсе самодельных автомобилей в Набережных Челнах, а затем был отмечен серебряной медалью ВДНХ СССР на Всесоюзной выставке «НТТМ-89».

А. Пополов, кандидат технических наук (За рулем №1, 1991)

См. также статью Пусть всегда будет солнце!

own.in.ua

Солнцемобиль Venturi Astrolab | Экологические автомобили

Роскошный электрический суперкар Fetish стоимостью почти полмиллиона долларов, самый быстрый электромобиль в мире Buckeye Bullet… Чем еще удивит французская компания Venturi? Экземпляр, о котором мы поговорим сегодня, пожалуй, самый интересный из представленных. Встречайте: солнцемобиль Venturi Astrolab.Что спросите в нем удивительного? Ведь электромобили на солнечных батареях уже давно не редкость. Например, австралийский концепт Sunswift IV даже установил рекорд скорости для машин, питающихся исключительно солнечной энергией. Она составила почти 90 км/ч.

Первый серийный солнцемобиль

Однако Venturi Astrolab — это не просто концепт, а первая коммерческая модель, доступная любому, кто готов выложить за нее определенную сумму денег. Сумму, надо сказать, немалую — 90 тысяч евро. Тем не менее, Venturi Astrolab очень интересен. Возможно, перед нами первый серийный солнечный электромобиль, который обладает необходимыми для повседневной езды характеристиками.

Он оборудуется асинхронным электродвигателем с воздушным охлаждением, мощностью всего 16 кВт и крутящим моментом 50 Нм. Энергию компактная силовая установка берет от никель-металлогидридных аккумуляторных батарей 7 кВт*ч общим весом 110 килограмм.

Примечательно, что вес самого электромобиля составляет всего 300 килограмм. Такого показателя конструкторам удалось добиться за счет использования легких композитных материалов. Шасси создано из углеволокна с алюминиевыми усилителями спереди и сзади. Сегодня углеволоконное шасси имеют все болиды Формулы-1, почти все «младшие формулы», ну и, конечно же, суперкары. В Venturi Astrolab такая конструкция особенно оправдана.

Днем в ясную погоду батареи имеют постоянное питание (даже в движении) от фотогальванических элементов, общей площадью 3.6 квадратных метров и мощностью 600 Вт. В случае необходимости восстановить потенциал можно и с помощью традиционной стационарной розетки. Автономный ход Venturi Astrolab при полном заряде составит 110 километров, а благодаря ультралегкому шасси и правильной аэродинамике он может разогнаться до 120 км/ч. Не дурно, учитывая, что энергия здесь реально экологически чистая. Не подкопаешься.

Интересно, что Astrolab — не единственный в своем роде. В 2006 году на Парижской автовыставке вместе с ним Venturi представила еще один солнцемобиль — Eclectic Concept Car. Так что мы еще не раз вспомним об этой удивительной компании.

Новости по теме

ecoconceptcars.ru

Первый российский солнцемобиль прошел испытания на трассе Формулы-1

Hi-News.ru
Темы
Авто
Первый российский солнцемобиль прошел испытания на трассе Формулы-1

На страницах нашего сайта мы уже рассказывали вам о проекте первого отечественного солнцемобиля SOL. Тогда это был лишь концепт (выполненный к тому же в масштабе 1:6). Не все верили в то, что концепт получит логичное продолжение, но это случилось. И недавно первый российский солнцемобиль прошел тест-драйв на трассе Формулы-1 в городе Сочи.

Напомним, что за проектом SOL стоит команда Polytech Solar Team из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, а технологии, использованные при проектировании солнцемобиля, могут применяться в будущем и при создании автомобилей для массового рынка. По словам руководителя Polytech Solar Team Евгения Захлебаева,

«Данный концепт-кар — наш первый опыт создания солнцемобиля. На нем мы набиваем шишки и уверенно смотрим в будущее, чтобы в следующий раз сделать новый автомобиль с улучшенными характеристиками. Сейчас мы его успешно протестировали на «Сочи Автодроме», а следующим шагом будет участие в соревнованиях American Solar Challenge.»

American Solar Challenge пройдет в США с 14 по 22 июля. В его рамках соревнуются солнечные автомобили, а протяженность маршрута составляет около 3000 километров. Что примечательно, в проекте создания SOL принимала участие и «Лаборатория Касперского», которая занималась защитой программной части авто от кибератак. В ходе тестового заезда в Сочи автомобилем управлял гонщик, пилот программы развития российского автоспорта SMP Racing Давид Маркозов.

«В Сочи автомобиль достигал скорости в районе 85-90 км/ч, а на тестах в аэропорту Пулково машина показывала «сотку», но там был прямой участок. Конечная цель — закрепиться в гонках, это первое, а второе — попробовать дальше протолкнуть автомобиль в коммерческое русло. Сам проект направлен на то, чтобы студенты и аспиранты усовершенствовали свои профессиональные компетенции. Это проект с нуля — создавалась конструкторская документация, велся поиск спонсоров, шло производство, сборка, а потом уже гонки. Автомобиль изначально проектировался для участия в соревнованиях.»

Первый российский солнцемобиль прошел испытания на трассе Формулы-1 Владимир Кузнецов

Высший разум рекомендует:

hi-news.ru

Автомобиль на солнечных батареях. Электромобиль

Пятьдесят лет назад, 31 августа 1955 года, в Чикаго на выставке достижений концерна General Motors впервые был показан прототип транспортного средства на солнечных батареях. Модель автомобильчика длиной чуть более фута с дюжиной селеновых фотоэлементов на крыше и одним миниатюрным электромоторчиком тихонько ползала вокруг павильона. Рядом с ней гордо ходил ее создатель, американский инженер Уильям Кобб. Тогда его исследования финансировались, и он искренне верил, что через пару десятилетий, скажем, по дорогам солнечной Калифорнии будут вовсю колесить бесшумные и экологически чистые солнцемобили. Тем более что КПД солнечных батарей постоянно рос, разрабатывались все более совершенные фотоэлементы. Однако вскоре исследования свернули и про электромобили на энергии нашего светила забыли на три с лишним десятилетия.

Вспомнили про них экологи: в конце 80-х - начале 90-х годов ХХ века ими были построены первые шоу-кары, использующие солнечную энергию. К тому времени КПД фотоэлементов вырос до 15 процентов, и ездили такие машинки довольно шустро, развивая скорость до сотни километров в час. Тут же нашлись энтузиасты этого дела, ведь если появляется возможность на чем-то посоревноваться, гонщики тут же находятся - солнцемобили начали строить по всему миру. А потом в гонку включились университеты, исследовательские центры и автоконцерны, ведь это прекрасная реклама. К тому же на таких авто можно отрабатывать различные высокие технологии, например, испытывать высокоэкономичные электродвигатели, компактные, легкие и емкие аккумуляторы и, наконец, те же самые солнечные батареи. Кстати, в последней сфере недавно произошел настоящий прорыв - исследовательская компания Spectrolab, входящая в состав корпорации Boeing, разработала фотоэлементы, способные преобразовывать в электрический ток 36% солнечной энергии.

Солнцемобили в большинстве своем машины уникальные. В их конструкции используются оригинальные технические решения и новейшие материалы. Отсюда и очень высокая цена. Например, двухместный солнцемобиль "Мечта" обошелся японской автомобильной компании "Хонда" в 2 миллиона долларов. Но деньги были потрачены не напрасно. Трассу трансавстралийского ралли 1996 года протяженностью 3000 км он прошел со средней скоростью почти 90 км/ч , а на прямом скоростном участке достиг 135 км/ч . Рекорд "Мечты" до сих пор никем не побит. Солнцемобиль - это электромобиль, снабженный фото-электрическими преобразователями (сол-нечными батареями) достаточно большой мощности, в которых энергия света преобразуется в электрический ток, питающий тяговый двигатель и заряжающий аккумуляторы.

Специалисты полагают, что солнечный транспорт станет всерьез конкурировать с автомобильным, когда эффективность доступных по цене солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) составит 40-50%. Пока же их КПД всего 10-12%. Чтобы солнцемобили с мощностью солнечных батарей 1,5-2 кВт "догнали" автомобили с двигателями в 100 раз мощнее, необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы, эффективные системы электропривода, достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук.

Конструкции транспортных средств будущего и отрабатываются на ралли солнцемобилей. У солнцемобилей достигнут минимальный для наземных экипажей коэффициент аэродинамического сопротивления (0,1). Опыт концерна "General Motors" при разработке рекордного солнцемобиля " Sunracer " ("Солнечный гонщик") серийное производство которого началось в 1996 г . Его скорость достигает 130 км/ч , до 100 км/ч он разгоняется за 9 с и на обычных свинцово-кислотных аккумуляторах проходит 100 км. Специально для солнцемобилей сконструированы легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов и КПД до 98%, а также эффективные микропроцессорные системы управления. В 1993г на трех солнцемобилях - лидерах трансавстралийских гонок впервые низкооборотные двигатели встроили непосредственно в ступицы ведущих колес.

Идея мотор-колеса, сама по себе не новая, в солнцемобилях позволила отказаться от трансмиссии и довести КПД привода до 96-97%. В 1996 г. в трансавстралийском ралли участвовало уже 12 таких конструкций, а компания "Honda", вдохновленная успехом своей "Мечты", приступила к серийному выпуску электровелосипедов с мотор-колесом. Известные производители шин - "Michelin", "Bridgestone", "Dunlop" - разрабатывают новые материалы и протекторы для покрышек солнцемобилей. Уже созданы шины, которые при хорошем сцеплении с дорогой обладают самым низким коэффициентом сопротивления качению - всего 0,007. Фирма "Michelin" производит подобные энергосберегающие шины и для серийных автомобилей Солнечные батареи небольшой мощности на обычных автомобилях кондиционируют воздух в салонах и подзаряжают пусковые аккумуляторы на стоянках, питают радио- и телеаппаратуру.

Проехать три тысячи километров и не потратить ни грамма бензина, солярки или иного энергоносителя - такое сегодня можно увидеть только на гонках электромобилей, осна-щенных солнечными батареями. Совсем недавно подобное мероприятие - World Solar Challenge - завершилось в Австралии, 22 автомобиля из десяти стран боролись за звание самой быстрой машины, не потребляющей топлива. Победила команда гонщиков Nuon Solar из Голландии: чемпионам соревнований 2001 и 2003 годов удалось достичь рекордной средней скорости 102,75 км/ч - они прошли от Дарвина до Аделаиды за 29 часов 11 минут. Их автомобиль Nuna 3 изготовлен на основе новейших космических технологий и теоретически способен разогнаться до 170 километров в час, используя в качестве топлива только солнечный свет. Но появятся ли такие авто когда-нибудь на дорогах? Скорее всего нет, однако отдельные их элементы уже сегодня внедряются в производство.

На ежегодном автошоу в Детройте некоторые посетители ходили вокруг построенного силами студентов Мичиганского университета автомобиля Momentum (в австралийской гонке он занял третье место), пытаясь с ходу определить, где зад, где перед. При высоте менее метра, с тремя колесами, более похожими на велосипедные - их ширина всего 65 миллиметров, Momentum несет на себе более 3000 солнечных батарей. Мощностью в два киловатта и весом 290 кг вместе с водителем, солнцемобиль способен развивать скорость до 105 км/ч.

Стоит такое чудо техники немало: тот же Momentum обошелся в 1,8 миллиона долларов. Понятно, что подобное транспортное средство никогда не окупится, даже если литр бензина будет стоить сотню долларов. К тому же главная награда на гонках - слава и почет. А можно ли сделать солнцемобиль дешевым? В прошлом году в жаркой Венесуэле государственная автопроизводящая компания Bauxita CVG-Bauxilum обнародовала проект автомобиля на солнечных батареях стоимостью всего в шесть тысяч евро, причем в двух вариантах - легковом и микрогрузовичка. Однако пока что никаких иных новостей на этот счет из Каракаса не приходило...

Однако существует гелиотранспорт, который, весьма вероятно, станет популярным и доступным в самое ближайшее время. Речь идет о маломерных судах, лодках, катерах, катамаранах, яхтах и других водных транспортных средствах, приводимых в движение солнечной энергией. Именно на воде задолго до появления электромобиля было испытано первое транспортное средство с электрическим приводом. В 1833 году лодка с двумя электромоторами и 27 гальваническими батареями поднялась по Неве на несколько километров. Принадлежала она работавшему в Петербурге немецкому инженеру Морицу Якоби. Но из-за низкой энергоемкости батарей эксперименты пришлось прекратить. В начале ХХ века появились маломерные суда с двигателями внутреннего сгорания. Энергоемкость углеводородного топлива была значительно выше той, что могли дать гальванические батареи. Лодки и катера с мощными бензиновыми моторами очень быстро получили самое широкое распространение. А электромоторные суда и их сухопутные "братья" - электромобили – из-за ограниченного ресурса аккумуляторных батарей и сложности их зарядки до недавнего времени оставались исключительной редкостью.

Сегодня суда с бензиновыми моторами есть практически на каждом водоеме. Они отравляют воду и воздух, своим ревом, выхлопными газами, вызывающей эрозию берегов сильной волной нарушают условия жизни обитателей рек, озер и морей. Дело дошло до того, что приходится ограничивать, а кое-где запрещать движение моторных лодок. Так что у электромоторных судов с солнечными батареями появился шанс стать им реальной альтернативой. Экологически чистые "солнечные" суда лучше других подходят для активного отдыха, спорта, рыбалки и туризма. Превратить в "солнечный" транспорт водное судно гораздо проще, чем машину: на палубе катера или лодки намного больше места для размещения солнечных батарей, чем в кузове автомобиля. Есть и другие плюсы. На открытых водоемах фотоэлектрические преобразователи не затеняются ни деревьями, ни домами, ни машинами и поэтому отдают больше энергии. Водному транспорту не приходится преодолевать затяжные подъемы и спуски, стремительно разгоняться и тормозить на светофорах, а значит, им нужно меньше энергии. На всех транспортных средствах с солнечным приводом есть аккумуляторы. Их емкость и вес зависят от назначения судна. На катерах или лодках для воскресных прогулок они могут быть небольшими. Если "солнечной" лодкой пользоваться только по выходным, аккумуляторы можно заряжать в рабочие дни, причем солнечные батареи для зарядки аккумуляторов стоит размещать не на самой лодке, а на стационарной береговой гелиостанции В коротком плавании можно обойтись и без аккумуляторов. Но тогда на случай непогоды нужно иметь на борту резервный движитель: весла, педали или парус. Роль паруса могут играть солнечные панели. Из них получается и навес, который защитит от солнца и дождя. В отличие от ДВС современные лодочные электромоторы практически не требуют ухода. Не нужно держать на судне емкости для топлива и смазочных масел и менять масло в двигателе.

Первое электромоторное судно, приводимое в движение солнечной энергией, построил в 1975 году англичанин Алан Фримен . Его электрокатамаран развивал скорость до 5 км/ч . В наши дни, всего через четверть века, скорость электролодок с солнечными панелями возросла более чем вдвое, и их можно купить в магазинах спорттоваров, например, в Германии, Швейцарии и других странах. Электромоторные суда на солнечных батареях не раз проходили испытания в длительных морских путешествиях. В 1985 году японский яхтсмен Кеничи Хори на "солнечном" катере " Сикрикерк " в одиночку пересек Тихий океан. За 75 суток он преодолел 8700 морских миль. Скорость 3-5 узлов, с которой " Сикрикерк " шел от Гавайских островов до острова Бонин вблизи западного побережья США, была близка к средней скорости 9-метровой крейсерской парусной яхты. У "солнечного" судна есть немало преимуществ перед парусным: плавание на нем гораздо меньше зависит от капризов погоды, удобно и то, что можно пользоваться электрическими средствами связи и бытовыми приборами. Например, на катере Кеничи Хори работали холодильник, СВЧ-печь , телевизор и видеокамера, спутниковая навигационная система, радиолокатор, метеорологические приборы и бортовой компьютер. Путешественник взял с собой в одиночное плавание даже малогабаритную стиральную машину. Энергию для работы этих приборов вырабатывали солнечные панели площадью 9 м 2 и общей мощностью 1100 Вт. Из них 500 Вт использовалось днем для работы гребного винта электродвигателя мощностью 0,33 кВт, 400 Вт - для зарядки аккумуляторной батареи, питающей двигатель ночью, 200 Вт - для бытовых нужд и работы радиостанции. Облегченные солнечные модули жестко крепились на крыше рубки и палубе " Сикрикерка ". Тяжелые аккумуляторы располагались в трюмной части корпуса и служили балластом.

Складывающаяся, чтобы свободно проходить под низкими мостами, мачта приспособлена для паруса. В экотуре "Финляндия-2000" участвовала еще одна "солнечная" яхта изобретате ля Йорма Панкала , названная "Атон" (по имени древнеегипетского бога Солнца). Легкое судно, изготовленное из стеклопластика, по форме напоминает маленький авианосец. На его просторной палубе достаточно места для размещения солнечных панелей суммарной мощностью 1200 Вт. На "Атоне" нет мачты, но Й. Панкала намеревается оборудовать судно ветроэлектрогенератором на телескопической стойке и парусом в виде воздушного змея. На мелководье, где нельзя пользоваться гребным винтом, пропеллер реверсивного электрогенератора будет работать как воздушный движитель. В днище яхты есть стеклянный иллюминатор. Его можно открыть и облиться морской водой. Осадка судна всего 25 см , поэтому невысокого бортика вокруг иллюминатора вполне достаточно, чтобы избежать затопления судна Экотур "Финляндия-2000" убедил всех, что "солнечные" лодки, катера и яхты пригодны для плавания даже в такой северной стране, как Финляндия, - летом там солнечных дней не намного меньше чем на юге. Они могут быть совершенно автономными даже в длительном плавании и подходят как для малых рек и озер, так и для открытых морей. Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и системы электропривода, используемые на "солнечных" судах, становятся все более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на небольших "семейных" яхтах можно разместить разнообразное дополнительное оборудование - от биотуалета до малогабаритной сауны. Это особенно привлекает привыкших к благам цивилизации путешественников. "Солнечные" суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия.

www.gigavat.com

Солнцемобиль сегодня.

Солнцемобили в большинстве своем машины уникальные. В их конструкции используются оригинальные технические решения и новейшие материалы. Отсюда и очень высокая цена. Например, двухместный солнцемобиль "Мечта" обошелся японской автомобильной компании "Хонда" в 2 миллиона долларов. Но деньги были потрачены не напрасно. Трассу трансавстралийского ралли 1996 года протяженностью 3000 км он прошел со средней скоростью почти 90 км/ч , а на прямом скоростном участке достиг 135 км/ч . Рекорд "Мечты" до сих пор никем не побит. Солнцемобиль - это электромобиль, снабжен-ный фото-электрическими преобразователями (сол-нечными батареями) достаточно большой мощности, в которых энергия света преобразуется в электрический ток, питающий тяговый двигатель и заряжающий аккумуляторы.

Конструирование солнцемобилей и испытание их в гонках постепенно оформились в новый технический вид спорта - " брейнспорт ". По сути дела - это состязания интеллектов создателей солнцемобилей . На них отрабатываются параметры транспортных средств будущего. Чтобы солнцемобиль с максимальной мощностью солнечных батарей и электромотора всего 1,5-2 кВт мог соперничать с автомобилем, необходимо использовать самые легкие и прочные конструкционные материалы, высокоэффективные системы электропривода, последние достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук Специалисты полагают, что солнечный транспорт станет всерьез конкурировать с автомобильным, когда эффективность доступных по цене солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) составит 40-50%. Пока же их КПД всего 10-12%. Чтобы солнцемобили с мощностью солнечных батарей 1,5-2 кВт "догнали" автомобили с двигателями в 100 раз мощнее, необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы, эффективные системы электропривода, достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук.

Конструкции транспортных средств будущего и отрабатываются на ралли солнцемобилей. У солнцемобилей достигнут минимальный для наземных экипажей коэффициент аэродинамического сопротивления (0,1). Опыт концерна " General Motors " при разработке рекордного солнцемобиля " Sunracer " ("Солнечный гонщик") серийное производство которого началось в 1996 г . Его скорость достигает 130 км/ч , до 100 км/ч он разгоняется за 9 с и на обычных свинцово-кислотных аккумуляторах проходит 100 км. Специально для солнцемобилей сконструированы легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов и КПД до 98%, а также эффективные микропроцессорные системы управления. В 1993г на трех солнцемобилях - лидерах трансавстралийских гонок впервые низкооборотные двигатели встроили непосредственно в ступицы ведущих колес.

Идея мотор-колеса , сама по себе не новая, в солнцемобилях позволила отказаться от трансмиссии и довести КПД привода до 96-97%. В 1996 г . в трансавстралийском ралли участвовало уже 12 таких конструкций, а компания " Honda ", вдохновленная успехом своей "Мечты", приступила к серийному выпуску электровелосипедов с мотор-колесом . Известные производители шин - "Michelin ", " Bridgestone ", " Dunlop " - разрабатывают новые материалы и протекторы для покрышек солнцемобилей . Уже созданы шины, которые при хорошем сцеплении с дорогой обладают самым низким коэффициентом сопротивления качению - всего 0,007. Фирма " Michelin " производит подобные энергосберегающие шины и для серийных автомобилей Солнечные батареи небольшой мощности на обычных автомобилях кондиционируют воздух в салонах и подзаряжают пусковые аккумуляторы на стоянках, питают радио- и телеаппаратуру.

Экологически чистые транспортные средства, как наземные, так и водные, были представлены в международном экотуре "Финляндия-2000". Большой интерес специалистов и зрителей вызывала финская "солнечная" яхта "Сольвейг" с палубой, облицованной ярко-синими фотоэлектрическими модулями. Установленный на ней электромотор мощностью 1,5 кВт позволяет в солнечную погоду развивать скорость до 5 узлов. Шесть аккумуляторов емкостью по 125 А ·ч, помещенные внутрь киля, повышают устойчивость судна. В просторной каюте достаточно места для длительного путешествия команды из четырех-пяти человек. Навигационные приборы, СВЧ-печь , холодильник, как и электромотор, получают энергию от солнечных батарей. Складывающаяся, чтобы свободно проходить под низкими мостами, мачта приспособлена для паруса. В экотуре "Финляндия-2000" участвовала еще одна "солнечная" яхта изобретате ля Йорма Панкала , названная " Атон " (по имени древнеегипетского бога Солнца). Легкое судно, изготовленное из стеклопластика, по форме напоминает маленький авианосец. На его просторной палубе достаточно места для размещения солнечных панелей суммарной мощностью 1200 Вт. На "Атоне" нет мачты, но Й. Панкала намеревается оборудовать судно ветроэлектрогенератором на телескопической стойке и парусом в виде воздушного змея. На мелководье, где нельзя пользоваться гребным винтом, пропеллер реверсивного электрогенератора будет работать как воздушный движитель. В днище яхты есть стеклянный иллюминатор. Его можно открыть и облиться морской водой. Осадка судна всего 25 см , поэтому невысокого бортика вокруг иллюминатора вполне достаточно, чтобы избежать затопления судна Экотур "Финляндия-2000" убедил всех, что "солнечные" лодки, катера и яхты пригодны для плавания даже в такой северной стране, как Финляндия, - летом там солнечных дней не намного меньше чем на юге. Они могут быть совершенно автономными даже в длительном плавании и подходят как для малых рек и озер, так и для открытых морей. Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и системы электропривода, используемые на "солнечных" судах, становятся все более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на небольших "семейных" яхтах можно разместить разнообразное дополнительное оборудование - от биотуалета до малогабаритной сауны. Это особенно привлекает привыкших к благам цивилизации путешественников. "Солнечные" суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия.

studfiles.net

Автомобили на солнечных батареях - миф или реальность?

Позволят ли нефтяные магнаты ввести в массовую эксплуатацию солнцемобили? Ведь экспериментальные модели таких автомобилей уже существуют и по всем параметрам характеризуются удовлетворительно…

Будущее автомобилей на солнечной энергии

Перспективы и широкие возможности по использованию неисчерпаемых источников энергии всегда притягивали человечество. Ведь даже если взять, к примеру, то количество энергии, которое ежедневно Солнце изливает на поверхность Земли и использовать от неё процентов десять, то этого хватит, чтобы покрыть без малого все нужды человечества. Так почему бы не попытаться применить это на практике?

31 августа 1955 года на выставке в Чикаго произошла первая в мире презентация прототипа автомобиля на солнечных батареях. Экспериментальная модель приводилась в действие небольшим электрическим мотором, питающимся от селеновых фотоэлементов. Уильям Кооб, её создатель, гордо заявил, что пройдёт ещё несколько лет и улицы наших городов заполонят экологически чистые и экономичные солнцемобили, не изрыгающие в атмосферу бесчисленное количество отравляющих газов и не использующие драгоценную нефть.

На заре той эпохи развитие альтернативных источников энергии и солнечных батарей шло ускоренными темпами, создавались всё новые устройства, повышался КПД и, казалось бы, что, действительно, в скором времени человечество вступит в новый виток своего развития… Но передовым идеям Кооба, идущим вразрез с политикой нефтяных магнатов и производителей бензиновых двигателей, не суждено было сбыться. Вскоре все проекты были закрыты, финансирование прекращено, а о солнцемобилях быстро забыли под натиском бензиновых автомобилей от Форда.

Парниковый эффект и экологическая проблема в то время мало кого волновали, количество производимых авто неукротимо росло, равно как и финансы владельцев автозаводов, и менять это никто не спешил. Но уже буквально через 20 лет мировые учёные забили тревогу, а до сознания общества всё чаще и больше стали доходить сведения о реальной обстановке на нашей планете.

Подобная ситуация заставила магнатов пересмотреть свои взгляды, и один за другим вновь стали появляться проекты автомобилей на солнечных батареях, но, опять же, затем, чтобы в очередной раз пополнить карманы производителей, так как именно за альтернативными источниками - ближайшее будущее в том числе и автопрома.

Покорить расстояние в три тысячи километров со средней скоростью в 120 км/ч без использования топлива – это не фантазия, это реальность. Именно столько преодолел экспериментальный болид на солнечных батареях. Но когда подобные модели появятся на наших улицах и произойдёт ли это - большой вопрос…

Статьи по теме

amastercar.ru