Как в автомобилестроении используется солнечная энергия?
Содержание:
Установка панели на автомобиль
Отдача от владения солнечной панелью резко ограничивается, если нет возможности надежно закрепить её на кузове и использовать непосредственно во время поездки.
Вместо панорамного окна в данный автомобиль аккуратно вмонтирована солнечная панель, мощности которой вполне хватит на подзарядку АКБ
Ведь в этом случае речь шла бы просто об обладании портативным генератором низкой мощности, для эксплуатации которого нужны продолжительные стоянки в течение светового дня.
Существуют три основных способа установки на автомашину модулей с фотоэлементами:
- На крышу, при помощи стоек (багажника). Данный способ установки простой и быстрый. Панели можно в любой момент демонтировать. Применяется в основном для поездок за город: на природу или отдых. Однако, установка на крышу ухудшает аэродинамику машины и требует очень надежной фиксации панели, но зато позволяет закрепить модуль большой площади (до 1 кв.м.) или несколько модулей размером поменьше. В условиях «солнечных» широт и стабильно ясной погоды такие устройства способны заменить собой генератор, работая в связке с АКБ.
- В салоне, в освещенной его части (над приборной панелью или у заднего стекла). Из-за малой площади размещения и процента потерь солнечного света при переходе через стекло возможно разместить только портативные модели. Основное назначение – освобождение АКБ от энергозатрат на обслуживание периферийной электроники, устройств мультимедиа, средств связи и прочих гаджетов. Основательно зарядить от них аккумулятор невозможно из-за их невысокой мощности.
- Интеграция в кузовную деталь автомобиля. Первые попытки внедрения солнечных панелей в кузов автомобиля предпринимали давно (70-80 года), однако, из-за малой эффективности панелей в то время они не вошли в обиход. Сейчас ситуация изменилась, как и панели. Солнечные модули есть гибкие, прозрачные, тонкие. Это позволяет легко монтировать панели в кузовные детали или приклеивать поверх без потери аэродинамики.
Важно. Установка гелиопанелей сильно упрощается и становится более гибкой, если производитель предлагает специальные подставки и крепления с варьируемыми углами
Это позволяет выбирать положение для наилучшей освещенности рабочей поверхности модуля и, как следствие, существенно повысить его КПД на время стоянки.
Еще один пример применения солнечной батареи на крыше автомобиля:
Панель вмонтирована в крышу автомобиля и покрыта слоем инея. однако, все равно выдает заряд. В морозное время года, когда емкость АКБ падает, солнечная панель на крыше может помочь даже завести автомобиль.
Солнечная батарея
Солнечная батарея состоит из сотен солнечных элементов, преобразующих солнечный свет в электричество. Чтобы построить массив, ячейки PV помещаются вместе, чтобы сформировать модули, которые помещаются вместе, чтобы сформировать массив. Используемые массивы большего размера могут производить более 2 киловатт (2,6 л.с.).
Ячейки , модули и массивы
Солнечную батарею можно установить шестью способами:
- горизонтальный . Это наиболее распространенное расположение обеспечивает максимальную общую мощность в течение большей части дня в низких широтах или летом в более высоких широтах и мало взаимодействует с ветром. Горизонтальные массивы могут быть интегрированными или иметь форму свободного навеса.
- вертикальный . Такое расположение иногда встречается в отдельно стоящих или интегрированных парусах, чтобы использовать энергию ветра. Полезная солнечная энергия ограничена утром, вечером или зимой и когда автомобиль указывает в правильном направлении.
- регулируемый . Свободные солнечные батареи часто можно наклонять вокруг оси движения, чтобы увеличить мощность, когда солнце находится низко и далеко в сторону. В качестве альтернативы можно наклонить весь автомобиль на стоянке. Двухосная регулировка встречается только на морских транспортных средствах, где аэродинамическое сопротивление имеет меньшее значение, чем на дорожных транспортных средствах.
- интегрированный . Некоторые автомобили покрывают все доступные поверхности солнечными батареями. Некоторые ячейки будут под оптимальным углом, тогда как другие будут закрашены.
- трейлер . Солнечные прицепы особенно полезны для модернизации существующих транспортных средств с низкой устойчивостью, например, велосипедов. Некоторые прицепы также включают в себя аккумуляторные батареи, а другие — также приводной двигатель.
- удаленный . Установив солнечную батарею в стационарном месте вместо транспортного средства, можно максимизировать мощность и минимизировать сопротивление. Однако виртуальное сетевое соединение влечет за собой больше электрических потерь, чем с настоящими солнечными транспортными средствами, и батарея должна быть больше.
Выбор геометрии солнечной батареи включает оптимизацию выходной мощности, аэродинамического сопротивления и массы транспортного средства, а также практические соображения. Например, свободный горизонтальный навес дает в 2-3 раза большую площадь поверхности транспортного средства со встроенными ячейками, но обеспечивает лучшее охлаждение ячеек и затенение водителей. Также в разработке находятся тонкие гибкие солнечные батареи.
Солнечные батареи на солнечных автомобилях устанавливаются и инкапсулируются совсем не так, как стационарные солнечные батареи. Солнечные батареи на солнечных автомобилях обычно крепятся с помощью двусторонней клейкой ленты промышленного класса прямо на кузов. Массивы инкапсулируются тонкими слоями тедлара.
Некоторые солнечные автомобили используют солнечные элементы из арсенида галлия с эффективностью около тридцати процентов. Другие солнечные автомобили используют кремниевые солнечные элементы с эффективностью около двадцати процентов.
Что конкретно даёт гелиопанель?
Вряд ли найдётся водитель, который хоть раз в жизни не сталкивался с проблемой разрядки АКБ в самый не подходящий для этого момент. Причин тут может быть много: очень долго работала аудиосистема, автовладелец забыл выключить светотехнику, транспортное средство простаивало длительный период и т. д. Может случиться и такое, что вам просто повезёт, если по близости окажется владелец машины который позволит «прикурить». А некоторые особо смекалистые граждане и вовсе предпочитают возить с собой вспомогательный накопитель, на всякий случай так сказать.
Именно в таких ситуациях, вам вполне сгодится гелиопанель, представляющая собой батарею из солнечных элементов. Этот гаджет поможет вам зарядить аккумулятор для того чтобы появилась возможность завести машину. Кстати сказать, в конструкции многих гелиосистем для жилых домов имеют место стандартные автомобильные АКБ.
Если кто-нибудь подумает, что солнечные элементы можно использовать в роли полноценного зарядного устройства для аккумулятора — сильно ошибётся. Чтобы подзарядить полностью выдохшийся накопитель от новомодных батареек, вам понадобится 9-11 часов — период скажем так не малый.
Из этого проистекает два простых вывода:
-
гелиопанели предназначены для поддержания требуемого уровня заряда по ходу поездки;
-
в критической ситуации гелиопанели могут заменить так называемое «прикуривание» от другого автомобиля. Они зарядят АКБ до уровня позволяющего завести машину и продолжить движение дальше.
Без сомнений, солнечные батареи интегрируемые в транспортное средство, являются превосходным решением для тех автовладельцев, которые передвигаются на большие расстояния и часто находятся вдали от цивилизации. Помимо этого, подобные устройства просто необходимо опробовать тем юзерам, которые активно пользуются мультимедийными системами в авто. Да и любые другие системы с повышенным расходом электроэнергии также нуждаются в дополнительных источниках питания.
Рекорды скорости
Fédération Internationale de l’Automobile (FIA)
FIA признает рекорд скорости для транспортных средств , работающих только с помощью солнечных батарей. Текущий рекорд был установлен командой Solar Team Twente из Университета Твенте на своей машине SolUTra. Рекорд 37,757 км / ч был установлен в 2005 году. Рекорд установлен на беге на 1000 метров и представляет собой среднюю скорость 2 пробегов в противоположных направлениях.
В июле 2014 года группа австралийских студентов из команды UNSW Sunswift, занимающейся гонками на солнечных батареях в Университете Нового Южного Уэльса, побила мировой рекорд в своем автомобиле на солнечных батареях, став самым быстрым электромобилем весом менее 500 кг (1100 фунтов) и способным двигаться. путешествие 500 километров (310 миль) на одной зарядке аккумулятора. Этот конкретный рекорд контролировался Конфедерацией австралийского автоспорта от имени FIA и распространяется не только на автомобили с солнечной батареей, но и на любые электромобили, поэтому во время попытки солнечные панели были отключены от электрических систем. Предыдущий рекорд в 73 километра в час (45 миль в час), установленный в 1988 году, был побит командой со средней скоростью 107 километров в час (66 миль в час) на дистанции 500 километров (310 миль).
Мировой рекорд Гиннеса
Sunswift IV и управляющая машина во время попытки установить рекорд скорости на HMAS Albatross .
В Книге рекордов Гиннеса установлен рекорд наземной скорости для транспортных средств, работающих только от солнечных батарей. Этот рекорд в настоящее время принадлежит Университету Нового Южного Уэльса с автомобилем Sunswift IV . Его 25-килограммовая (55 фунтов) аккумуляторная батарея была удалена, поэтому автомобиль питался только от солнечных батарей. Рекорд 88,8 км / ч (55,2 миль / ч) был установлен 7 января 2011 года на военно-морской авиабазе HMAS Albatross в Новре , побив рекорд, ранее установленный автомобилем Sunraycer компании General Motors, — 78,3 км / ч (48,7 миль / ч). Рекорд был установлен на участке полета 500 метров (1600 футов) и является средним показателем двух пробегов в противоположных направлениях.
Ситуация на сегодняшний день
В 2017-м году немецкая компания Sono Motors представила модель Sion, которая уже вышла в серию. Ее стоимость составляет от 29 000 у.е. этот электромобиль получил солнечные панели практически по всей поверхности кузова.
Разгоняется автомобиль до 100 км/ч. за 9 секунд, а предел скорости составляет 140 километров/час. Батарея имеет емкость в 35 кВт/час, а запас хода составляет 255 километров. Солнечная панель обеспечивает небольшую подзарядку (за день нахождения на солнце аккумулятор подзарядится только для преодоления около 40 км пути), однако автомобиль не может ездить исключительно за счет этой энергии.
В 2019-м голландские инженеры, выходцы из университета города Эйндховен, объявили о старте сбора предзаказов на производство лимитированной серии Lightyear. Как заявляют инженеры, эта модель воплотила в себе параметры идеального электромобиля: большой запас хода на одной подзарядке и возможность аккумулировать достаточное количество энергии для продолжительной поездки.
Некоторые члены команды успели поработать в Tesla и других известных автокомпаниях, всерьез занимающихся созданием эффективных электрокаров. Благодаря этому опыту команде удалось создать машину с огромным запасом хода (в зависимости от скорости транспорта этот параметр варьируется от 400 до 800 километров).
Как обещает производитель, машина будет способна проехать около 20 тысяч километров за год только на солнечной энергии. Эти данные заинтересовали многих автолюбителей, благодаря чему компания смогла привлечь около 15 миллионов евро в качестве инвестиций и собрала за короткий промежуток времени почти сотню предварительных заказов. Правда, стоимость такого авто составляет 119 тысяч евро.
В том же году японский автопроизводитель объявил о проведении испытаний национального гибридного автомобиля Prius, оснащенного солнечными элементами питания. Как обещают представители компании, машина будет иметь сверхтонкие панели, которые используются в космонавтике. Это позволит машине быть максимально независимой от вилки и розетки.
На сегодняшний день известно, что модель может подзарядиться в солнечную погоду всего на 56 километров. Причем авто может либо стоять на парковке, либо ехать по дороге. Как заявил ведущий инженер отдела, Сатоси Сизуки, в серию модель выйдет еще не скоро, потому что основная преграда для этого – невозможность сделать высокопроиводительный солнечный элемент питания доступным для рядового автомобилиста.
Nā kūlana kikowaena
Hana ka paneli lā ma ke kumu o ka hoʻololi ʻana i ka ikehu o kā mākou luminary i uila. No ka kaʻa e hiki ke neʻe i kēlā me kēia manawa o ka lā, pono e hōʻiliʻili i ka ikehu i ka uila. Pono e hāʻawi i kēia kumuwaiwai i ka uila pono no nā mea kūʻai aku pono e pono ai no ka hoʻokele palekana (ʻo kahi laʻana, nā holoi a me nā kukui kukui) a no ka hōʻoluʻolu (e laʻa me ka hoʻomehana ʻana i ka keʻena o nā mea kaʻa).
Ua hoʻokumu ʻia kekahi mau ʻoihana i United States i kēia ʻenehana i nā makahiki 1950. Eia naʻe, ʻaʻole kūleʻa kēia hana kūpono. ʻO ke kumu o ka nele o nā paila kiʻekiʻe. Ma muli o kēia, ʻo ka kaʻa uila ka mea liʻiliʻi o ka mana mālama, keu hoʻi i ka pouli. Ua hoʻopaneʻe ʻia ka papahana a hiki i nā manawa ʻoi aku ka maikaʻi.
I nā makahiki 90, ua hoihoi lākou i ka ʻenehana hou, no ka mea ua hiki ke hana i nā paila me ka hoʻonui i ka pono. Mahalo i kēia, hiki i ke kkohu ke ʻohiʻohi i ka ikehu, a laila hiki ke hoʻohana ʻia i ka neʻe ʻana.
ʻO ka hoʻomohala ʻana o ka lawe uila i hiki ai ke hoʻohana pono i ka uku. Hoʻohui ʻia, hoihoi i kēlā me kēia ʻoihana kaʻa e hōʻemi i ka hoʻohana ʻana o ka ikehu ma o ka hōʻemi ʻana i ke kauō mai ka lawe ʻana, ke kahe ʻana o ka ea, a me nā kumu ʻē aʻe. ʻAe kēia iā ʻoe e hoʻonui i ka mālama mana ma ka hoʻouka hoʻokahi ma mua o hoʻokahi mile. I kēia manawa ua ana ʻia kēia wā e nā haneli mau kilomita.
Eia kekahi, ʻo ka hoʻomohala ʻana i nā hoʻololi māmā o nā kino a me nā ʻāpana like ʻole i hoʻokani maikaʻi i kēia. Hoʻoiho kēia i ke kaumaha o ke kaʻa, ka hopena maikaʻi i ka wikiwiki o ka kaʻa. Hoʻohana ʻia kēia mau hoʻomohala hou āpau i nā kaʻa uila.
ʻO nā ʻenekini i hoʻonoho ʻia ma luna o ia mau kaʻa kūpono i ka nānā nui. ʻO kēia nā hiʻohiʻona brushless. I loko o ia mau hoʻololi ʻana, hoʻohana ʻia nā mea ʻume mākenēki kūikawā kūikawā, kahi e hoʻēmi ai i ka pale ʻana a me ka hoʻonui ʻana i ka mana o ka mea kanu uila
ʻO kekahi koho i loaʻa ka hopena nui ka hoʻohana ʻana o nā huila kaʻa. No laila ʻaʻole e hoʻonele ka mea kanu i ka ikehu e lanakila ai i ke kūʻē ʻana mai nā ʻaoʻao hoʻoili ʻokoʻa. E kūpono loa kēia hopena no kahi kaʻa i loaʻa kahi ʻano hybrid o ka mea kanu mana.
ʻO ka hoʻomohala hou loa e ʻae i ka hoʻohana ʻana o kahi mea kanu uila ma aneane o nā kaʻa huila ʻehā. ʻO kēia hoʻololi ʻana he pākahi loli. Hiki iā ia ke hoʻokuʻu kūpono i ka uila a lawe i nā ʻano he nui. Mahalo i kēia, hiki ke hoʻouka i ka lako mana i nā keʻena like ʻole o ke kaʻa.
Lawe ʻia ka hoʻouka uila mai ka panela, aia ma luna loa o ke kaʻa, ʻoiai he papa pālahalaha ko ka hale a ʻae iā ʻoe e kau i nā mea i nā kihi kūpono i nā kukuna o ka lā.
Недостатки
Машины, работающие на солнечной энергии, всё ещё не нашли широкого распространения на мировом рынке, т. к. их конструкция несовершенна. К весомым недостаткам относятся следующие:
- Низкий КПД. На сегодняшний день КПД солнечных батарей составляет в среднем 15–20%. В связи с этим и мощность двигателей гелиомобилей невысока – всего 2–3 лошадиные силы.
- Проблемы с передвижением в ночное время и пасмурную погоду. В тёмное время суток некоторые электромобили на солнечных батареях могут передвигаться за счёт сжигания топлива, но тогда теряется сама концепция экологичности.
- Дороговизна фотоэлементов. Из-за базовой стоимости агрегатов и комплектующих «солнечная» машина стоит дорого.
- Большие габариты. Отведённая под батареи поверхность корпуса так же, как и электродвигатель, весит немало. Большой вес солнцемобиля является причиной больших затрат энергии и потерь мощности.
- Пониженный комфорт. Увы, но по уровню комфорта «солнечные машины» несопоставимы с традиционными автомобилями. Психология потребителя такова: лишь единицы сделают выбор в пользу менее комфортабельного экомобиля. И даже то, что солнцемобиль безопасен для природы, не сможет переубедить человека.
- Дороговизна. Сегодня солнцемобили стоят как бензиновые авто бизнес-класса. Среднестатистический покупатель просто не может позволить себе приобрести такое дорогое средство передвижения.
Чтобы сделать автомобили на солнечных батареях более дешёвыми и доступными среди простого населения, необходимо:
- снизить цену на фотоэлементы;
- повысить КПД до 37–40%;
- сделать авто менее габаритным, что, в свою очередь, поспособствует меньшему расходу энергии.
Даже таких минимальных мер хватит для того, чтобы повысить уровень продаж авто, оснащённых солнечными батареями. На данный момент прогрессивные инженеры-учёные работают в этом направлении.
Параметры
Запас хода у серийной модели выше почти вдвое, в сравнении с предыдущей. Мощность составляет 16 кВт, скорость ограничена отметкой 120 км/час.
Рекомендуем:
- Zotye T300EV: обзор, особенности, цена, где появится впервые
- Концепт Geely Concept Icon, особенности и цена
- Коммерческий грузовой автомобиль России Next Electro
Футуристично выглядит голландское детище под названием «Stella», разработали которое сотрудники Университета г. Эйндхоен. Это семейный автомобиль, оснащенный высокомощной батареей солнечной и имеющий сенсорный экран. Его корпус имеет много алюминиевых деталей изготовленных из углерода.
Специалисты компании Green GT(Швейцария) тоже внесли свой вклад в развитие автоотрасли, а конкретно в автомобили с солнечными батареями.
Они создали автомобиль «Solar World GT», у которого мощность достигает 400 л.с.
Успешно развивают отечественные солнечные авто и в России, точнее – в Санкт-Петербурге.
И, конечно, не могло обойтись без Японии, которая создала автоомбиль, победивший в 2011 году на австралийских ежегодных гонках. Его назвали «Tokai Challenger 2», а удивляет он многим:
- Формой корпуса из углепластика и массой, не превышающей 140 кг;
- Развиваемой скоростью – 160 км/ч.
История развития
Впервые на широкое обозрение такой агрегат был представлен еще в середине 20 века. Однако из-за своего несовершенства, он недолго продержался на пике популярности и был забыт на долгие годы.
Повторные исследования в этой области начались только в 90-е годы, поскольку КПД солнечных панелей удалось поднять до 15%. Вначале эксперименты ставили одиночные изобретатели, а затем подключились и представители крупных автомобильных компаний. Благодаря современным разработкам, удалось получить солнечные панели с коэффициентом полезного действия до 36%. Это позволило сделать настоящий прорыв в сфере их практического применения.
Использование солнечных батарей в автомобилестроении повлекло за собой развитие новых технологий, направленных на снижение механических потерь, уменьшение массы автомобиля, повышение их эффективности в целом. Кузова таких автомобилей изготавливаются из легких и высокопрочных композитных материалов, а установленные шины имеют самое низкое сопротивление силе качения. На новых электрокарах отрабатываются последние новинки и достижения автомобильной промышленности.
Современные электромобили оснащаются облегченными электродвигателями, работающими на постоянном токе. В них используется бесколлекторная конструкция, а для изготовления полюсов применяются редкоземельные магнитные металлы. Чтобы максимально исключить механические потери, в некоторых моделях трансмиссии оборудуются так называемыми мотор-колесами, когда каждое колесо работает от собственного мотора.
Серьезным достижение являются тонкие солнечные панели, которые могут устанавливаться на любых поверхностях автомобиля, увеличивая тем самым площадь приема солнечной энергии. Подобные конструкции стали применяться и в обычных автомобилях как дополнение к основной системе энергообеспечения.
Как проходят мировые гонки и как на них попасть
В гонках на соларкарах участвуют вузы со всего мира. Каждый год студенческие ралли проводят в самых солнечных местах планеты: в Австралии, США, Бразилии и ЮАР. В 1996 году про гонки даже вышел фильм «В погоне за солнцем» с Холли Берри и Джеймсом Белуши, в основе сюжета — реальные события.
В комедии речь идет о главном солнечном ралли мира — World Solar Challenge, которое проводится каждые два года c 1987 года. В 2017 году на эту гонку в Австралию собралась и команда из Политеха, но тогда не хватило времени на подготовку и денег на поездку.
— Создание «Сола» — это череда радостей и обломов: мы ведь уже два раза должны были ездить на соларкаре. На австралийские соревнования так и не попали, в Сочи поехать на нем не смогли. Надо сделать всё, чтобы выступить в Америке этим летом, — говорит Евгений Котов.
Технические требования к машинам меняются от соревнований к соревнованиям. Это условие необходимо, чтобы студенты не привозили каждый год одну и ту же модель. Между гонками машины разбирают и собирают заново в соответствии с обновленным регламентом. Например, в этом году в требованиях American Solar Challenge прописано наличие пространственной рамы для большей безопасности. Это усложняет задачу участникам: с рамой автомобиль становится тяжелее и ему сложнее разогнаться.
В 2018 году в американской гонке участвуют 30 команд из университетов США, Германии, Нидерландов, Австралии и других стран. Как и год назад, у Политеха времени снова в обрез — на соревнованиях надо быть уже к 6 июля. Для того, чтобы принять участие непосредственно в American Solar Challenge, необходимо пройти два предварительных этапа: техническую инспекцию и гонки на автодроме. Только после этого команду допустят до основного соревнования.
Поездка в США обойдется политехникам примерно в 100 тысяч долларов. Из них только 40 тысяч уйдут на то, чтобы доставить «Сол» в Небраску на самолете. Суммарный взнос за участие в соревнованиях — 7,5 тысяч долларов. Еда, проживание десяти участников и аренда сопроводительных машин в них не входят. А понадобится еще много всего: дом на колесах, пикап, прицеп или грузовик на случай поломки «Сола». Команда должна преодолеть 2800 км пути из Небраски в Орегон. Гоночный день — восемь часов, и по требованиям организаторов, у команды должно быть минимум два пилота.
Вопреки ожиданиям, траты на соревнования не возмещаются призами. Всё, что получает команда-победитель, — международное признание. Правда, от своего дебюта Polytech Solar многого не ждут. По словам главного электрика Ивана Касаткина, пока что все силы брошены на то, чтобы отобраться в основной этап и благополучно доехать до финиша.
— После США начнем делать машину под австралийские соревнования. Возможно, это будет другой класс — не одноместный солнцемобиль, а четырехместный. Если у меня хватит сил и желания, — говорит Захлебаев.
Обзор солнцемобилей
Stella
Автомобиль был разработан в 2013 году командой студентов из Технологического университета Эйндховена (Голландия). Он был представлен как авто семейного типа, работающий исключительно за счет солнечного излучения. Суммарная площадь батарей, которые вырабатывают энергию для передвижения транспортного средства – 5,8 кв. м, скорость – до 125 км/час. При полном заряде аккумуляторной батареи машина проедет до 1000 км.
Основной материал корпуса – углеродистое волокно и алюминий, благодаря этому автомобиль получился легким и аэродинамичным. Вес без пассажиров – 375 кг. Транспортное средство оснащено инновационными устройствами, в том числе и необычной навигационной системой. Она следит за изменениями погодных условий и автоматически выбирает тот маршрут движения, по которому получит максимальное количество солнечного света. Фото автомобиля на солнечных батареях вы увидите далее.
Trev
Это транспортное средство было разработано австралийскими учеными в качестве пробного образца. Разработчики уверены в том, что в скором времени автомобиль Trev станет популярным средством передвижения. Изобретение проходит стадию регистрации, когда будут получены все необходимые документы – машины поступят в продажу.
Характеристики авто на солнечных батареях Trev:
- масса – 270 кг;
- время разгона до 100 км/час – 10 секунд;
- масса батареи – 44 кг;
- расстояние, которое машина проедет без подзарядки – 150 км;
- количество сидений – 2;
- бесшумный ход;
- есть большое багажное отделение.
Конструкция автомобиля обеспечивает пассажирам комфорт и безопасность. Источником энергии может быть как солнце, так и ветер.
Solar World Gt
Машина на солнечных батареях была создана в 2011 году разработчиками из Бохумского университета (Германия). По внешнему виду она напоминает легковое купе, в котором с комфортом смогут разместиться два человека и багаж. На крыше и бампере электромобиля расположены высокопроизводительные солнечные элементы, а во внутреннем отделении – аккумуляторы для накопления электричества. Скорость, которую способно развивать транспортное средство, – до 100 км/час.
В 2011 году работающая на солнечной энергии машина участвовала в ежегодной гонке World Solar Challenge в Австралии, но не выиграла ее. Зато она стала победителем в номинации «Лучший дизайн». После завершения гонки автомобиль отправился в кругосветное путешествие, за год он преодолел более 30 тыс. км.
Sono Sion
Это первый автомобиль на солнечных батареях, который будет запущен в серийное производство. Разработчики обещают сделать это в 2019 году. Созданием транспортного средства в течение трех лет занималась группа инженеров из Мюнхена.
На кузове электромобиля размещено 330 фотоэлементов. От неблагоприятных условий окружающей среды и механического воздействия они защищены поликарбонатным покрытием. Солнечные батареи способны обеспечить машине запас хода в 30 км. Время заряда встроенных аккумуляторов от солнечных панелей – 8 часов, от розетки – 1 час. Ожидаемая стоимость транспортного средства – 16 тыс. евро, батареи будут продаваться отдельно.
Venturi Astrolab
Гоночный автомобиль на солнечной батарее был разработан французской компанией Venturi, его стоимость составляет 90 тыс. евро. Транспортное средство обладает рядом характеристик, которые делают его подходящим вариантом для повседневной езды:
- асинхронный двигатель с воздушным охлаждением;
- аккумуляторные батареи 7 кВт/час;
- источник питания – фотогальванические элементы мощностью 600 Вт;
- автономный ход при полном заряде – 110 км;
- скорость – до 100 км/час;
- вес устройства – 300 кг;
- корпус изготовлен из легких композитных материалов.
Преимущества и недостатки солнцемобилей
Машины на солнечной энергии имеют такие преимущества:
- отсутствие вредных выбросов в окружающую среду;
- продолжительный срок эксплуатации;
- энергия, которая обеспечивает работу транспортного средства, абсолютно бесплатная;
- отсутствие необходимости останавливаться на заправочных станциях;
- низкие затраты на эксплуатацию.
К недостаткам можно отнести следующее:
- низкая скорость движения по сравнению с машинами, работающими на обычном топливе;
- высокая стоимость;
- отсутствие специализированных ремонтных сетей и автосервисов, что усложняет эксплуатацию солнцемобилей.
Такие автомобили пока не получили широкого распространения среди населения. Это обусловлено высокой ценой и низким КПД по сравнению с обычными транспортными средствами. Но технологии постоянно развиваются, и вполне возможно, что через несколько лет производителям удастся создать мощные и надежные солнцемобили, которые по своим характеристикам ни в чем не будут уступать машинам с бензиновыми двигателями.
Солнечные гибриды
В настоящее время нет серийных автомобилей, полностью работающих на солнечной энергии. Однако появился ряд гибридов, добавляющих солнечные технологии к электрическим. Машины, подобные Sono Motors Sion, Lightyear One и Toyota Solar Prius, мы увидим на дорогах в ближайшие несколько лет.
Sono Motors – немецкий стартап по производству электромобилей. Sion будет, по сути, самозаряжающимся электромобилем со встроенными солнечными панелями, способными подпитывать машину, даже если она не подключена к электросети. Одна из наиболее интересных особенностей – система очистки воздуха: пряди островного мха, интегрированные в приборную панель, фильтруют воздух, регулируют температуру и влажность.
Lightyear One, представленный в 2019-м и разработанный командой студентов-инженеров, выигравших гонки World Solar Challenge в 2013, 2015 и 2017 годах, – тоже гибридный электромобиль с солнечными батареями. Ожидается, что базовая «дальность полёта» машины составит 725 км, а каждый час, проведенный на солнце, увеличит запас хода примерно на 12 км. Автомобиль определенно роскошный. Запуск запланирован на 2021 год.
Третий пионер – Toyota Solar Prius. Текущий Prius уже предлагает солнечные панели в качестве опции, но новый Solar обзаведется уникальными солнечными батареями – ультратонкими панелями, разработанными Sharp и обычно используемыми на спутниках. Ожидается, что они обеспечат гораздо более высокую эффективность, чем кремниевые элементы, лежащие в основе наиболее доступных видов солнечных энергосистем, и увеличат запас хода на 56 км.