Содержание
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.
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.
Петербуржец собрал «солнцемобиль» и поедет на нем до Китая
Технологии
15 июня 2021
Видеоблогер и изобретатель из Санкт-Петербурга Никита Поддубнов самостоятельно сконструировал соларкар – автомобиль, работающий на солнечной энергии.
Главное преимущество такого транспорта – экологичность. Этим летом молодой человек планирует доехать на солнцемобиле через Казахстан до Китая, рассказал он корреспонденту «Экологии России».
Инженер-самоучка еще в апреле представил готовую версию транспортного средства. По словам Поддубного, на создание солнцемобиля его вдохновил марсоход.
Энергия от солнца поступает на два мотор-колеса, благодаря которым соларкар и едет. Общий вес солнцемобиля – 150 кг, а разгоняется он до 30-60 км/ч. Для того чтобы автомобиль был как можно легче, инженер постарался по максимуму использовать алюминий. Из него частично сварена основа средства передвижения. Обшивка – композитные панели, представляющие собой слой пластика между двумя тонкими слоями алюминия.
Заряжается машина днем от солнца. С наступлением темноты транспорт может проехать еще семь часов благодаря аккумуляторам, утверждает разработчик.
На данный момент блогер собирается в путешествие до границы Китая на своем изобретении.
Отправной точкой будет родной город блогера – Талдыкорган в Казахстане. Туда из Санкт-Петербурга солнцемобиль отправят грузовым транспортом. Поддубнов собирается проехать маршрут за три недели. Спать будет прямо в автомобиле.
«Желающих крупно вложиться в проект пока не было. Только донаты от зрителей. Надеюсь, после того как проеду три тысячи километров кто-нибудь захочет вложиться, чтобы я сделал новую, полноценную версию. Я хочу сделать такой солнцемобиль, который захочет приобрести каждый», – рассказал инженер сайту «Экология России».
Это уже не первая разработка Поддубнова. Ранее блогер сделал старый «Москвич» экологичным транспортом, оборудовав его электродвигателем.
Первый в России солнцемобиль презентовали еще в 2018 году на трассе «Формулы-1» в Сочи.
Разработкой занимаются специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Техники считают, что этот вид транспорта может быть востребован в России, в частности в южных регинах, где большое количество солнечных дней в году.
Созданием солнечных автомобилей в мире занимаются с 1955 года. Первый образец солнцемобиля создал сотрудник General Motors Уильям Дж. Кобб. В 1960 году появился солнцемобиль в натуральную величину. Производством соларкаров сейчас не занимаются крупные автомобильные концерны. Ни одной компании не удалось довести концепцию самозаряжающихся автомобилей до серийного воплощения и массового спроса. Разработками в основном занимаются студенческие команды из ведущих технических вузов мира.
По словам экспертов, основные препятствия к реализации проектов – небольшая эффективность солнечных панелей и высокая потребляемая мощность.
Фото: youtube.com/watch?v=BBQFZMdbyJU
Поделиться:
Читайте также
Биоразнообразие
Кошачьи дразнилки: сороку и упитанного манула засняли в Даурском заповеднике
Экология
Строительство дороги под Наро-Фоминском предусмотрено проектом освоения лесов
Главное
Биоразнообразие
Птиц в России становится меньше
Экология
Гринвошинг называют большим риском для инвестирования в ESG
Где все автомобили на солнечных батареях? Что вам нужно знать
Рассказ
Кейт Лоуренс
История
Кейт Лоуренс
Кейт Лоуренс — австралийский технический журналист, живущий в Берлине.
Она фокусируется на всех аспектах мобильности: электровелосипедах, автономных транспортных средствах, вертикальном взлете и посадке, смарт-ки.
(показать все)
Кейт Лоуренс — австралийский технический журналист, живущий в Берлине. Она фокусируется на всех аспектах мобильности: электровелосипедах, автономных транспортных средствах, вертикальном взлете и посадке, умных городах и будущем альтернативных источников энергии, таких как электрические батареи, солнечная энергия и водород.
Мы много говорим в SHIFT об инновациях в материалах, особенно об улучшениях в составе аккумуляторов, размерах и ассортименте.
Аккумуляторные электромобили становятся все более популярными благодаря твердым обязательствам OEM-производителей заменить ДВС на электрические (и, в меньшей степени, водородные) автомобили. Но есть еще одна форма энергии, которая еще старше — солнечная.
В то время как солнечная энергия претерпела сравнимую революцию в развитии фотоэлектрических систем, серийный автомобиль на солнечных батареях еще не появился на рынке нигде в мире.
Я хотел знать почему, поэтому решил провести небольшое исследование.
Что такое солнечный автомобиль?
Приобретайте билеты на TNW Valencia в марте!
Сердце технологий приближается к сердцу Средиземноморья
Присоединяйтесь
Во-первых, когда мы говорим о транспортных средствах на солнечных батареях, очень важно правильно их классифицировать.
Термин «автомобиль с солнечными панелями» обычно используется для описания любого транспортного средства с солнечными элементами, встроенными в его конструкцию — электромобилей, работающих на солнечной энергии (sEV).
Они могут работать без сбоев ночью или при отсутствии прямого солнечного света, поскольку они могут использовать свои панели для накопления солнечной энергии в своих батареях.
Эээ, так как же работают солнечные батареи в автомобилях?
Давайте упростим задачу.
Солнечные панели содержат фотоэлектрические (PV) элементы. Эти фотоэлементы принимают свет или фотоны и преобразуют его в солнечную электроэнергию. Когда солнечный свет попадает на солнечную панель, фотоэлементы производят электричество постоянного тока (DC).
Электроэнергия, полученная в результате этого процесса, преобразуется контроллером в стандартное напряжение, а затем накапливается в аккумуляторе.
Каковы преимущества автомобилей на солнечных батареях?
- Снижение затрат на зарядку электрических аккумуляторов
- Никаких дополнительных затрат, кроме возможной замены батареи
- Нет шумового загрязнения или загрязнения воздуха
- Идеально подходит для водителей, путешествующих на короткие расстояния в солнечном климате
- Можно заряжать при облачности и ездить ночью
- Надежные исследования инновационных материалов для солнечной энергетики могут привести к созданию более легких батарей и более эффективных фотоэлектрических элементов.
Хорошо, сообщи мне плохие новости
- Солнечные панели преобразуют солнечный свет с эффективностью около 20-35%. Таким образом, вам нужно чертовски много, чтобы получить реальную власть.
- Солнечные панели должны сбалансировать эффективность и вес — более легкие солнечные панели лучше подходят для автомобилей, но могут быть менее эффективными.
- Высокоспециализированные автомобили, что усложняет гиперлокальное обслуживание.
- Хотя они могут работать в облачных районах, они полностью оптимальны только в солнечных условиях.
- Отсутствие реальных инвестиций со стороны большинства OEM-производителей, которые добавили их как приятные за счет устойчивых инноваций.
Как солнечная энергия интегрируется в электромобили?
Солнечные автомобильные крыши
Солнечные крыши Hyundai
Солнечные автомобильные крыши существуют уже давно. Они доступны в качестве дополнительных опций для таких автомобилей, как:
Sonata Hybrid: согласно Hyundai, солнечные панели Sonata Hybrid могут генерировать достаточно электроэнергии, чтобы зарядить аккумулятор автомобиля на 30–60 % за 6 часов ежедневной зарядки.
Это добавляет около 1300 км в год.
Toyota Prius: В Японии Toyota Prius Prime доступна с крышей из солнечных батарей, что увеличивает запас хода до 6 км в день. Однако эта технология недоступна в США, поскольку используемые материалы не проходят испытания на опрокидывание в США.
Nissan Leaf: компания выпустила свой первый автомобиль с солнечной крышей в 2010 году — намного раньше остальных. Но большая часть внимания компании была сосредоточена на увеличении емкости батарей и создании солнечной энергии для зданий, поэтому любая реальная инновация в солнечной крыше была в лучшем случае запоздалой мыслью.
Тонно на солнечной энергии
Есть также грузовой автомобиль на солнечной энергии. Солнечные панели собирают солнечные лучи и сохраняют их в аккумуляторе большой емкости. Сохраненная энергия доступна через встроенный инвертор переменного/постоянного тока, увеличивая запас хода электромобиля по мере его движения.
Гоночные автомобили
Зеленая молния, гоночный автомобиль на солнечных батареях
Несмотря на то, что существует множество гоночных автомобилей на солнечных батареях, созданных студентами-инженерами, которые путешествуют на большие расстояния в солнечных уголках Австралии и Калифорнии, примером может служить World Solar Challenge.
К сожалению, это не привело к созданию функциональных стартапов, как мы видели в других конкурентных инновациях, таких как Hyperloop.
Стартапы
Затем идут стартапы. И их усилия заставляют OEM-производителей выглядеть явно слабыми.
Lightyear была основана в 2016 году и родом из Нидерландов. Он привлек 100 миллионов долларов финансирования.
В настоящее время они работают над автомобилем, розничная цена которого составляет 175 000 долларов, с надеждой на снижение цены по мере масштабирования.
Немецкая компания Sono Motors создает Sion. Компания была основана в 2016 году и привлекла более 126 миллионов долларов инвестиций.
Компания имеет более 15 000 бронирований на сумму 385 миллионов долларов. Мы можем ожидать IPO очень скоро.
Старая идея со многими упущенными возможностями
В целом, солнечная энергия — это область, которая страдает от недостатка коллективных инвестиций, которые мы наблюдали в последнее время в электрических батареях и водороде.
Похоже, что компании начали интересоваться солнечной энергией в начале 2010-х годов, но затем они резко переключились на гораздо более прибыльные электрические батареи.
Легко пресытиться автомобилями на солнечных батареях. Недостаточно коллективной заинтересованности в том, чтобы обеспечить тот же уровень инвестиций — финансовых или технических — что и другие решения для электромобилей. И я не уверен, что мы когда-нибудь его увидим. Это не что иное, как настоящая упущенная возможность.
Но не волнуйтесь, я думаю, стартапы могут нас спасти. Оставайтесь с нами для статьи, подробно описывающей эти две компании. Они встряхивают автомобильную промышленность так, как мы никогда раньше не видели.
Как работают автомобили на солнечных батареях ночью: полный обзор
Поскольку люди проявляют большой интерес к адаптации возобновляемых источников энергии, автомобили на солнечных батареях стали предметом обсуждения.
Рекламные объявления
Автомобильная промышленность сейчас пытается производить автомобили на солнечных батареях, что может изменить историю автомобильной промышленности.
Солнечные автомобили — это электромобили, которые используют фотогальванические элементы и преобразуют солнечный свет в электричество. Автомобили также могут работать ночью благодаря аккумуляторным блокам. Автомобили накапливают энергию в батареях, чтобы без особых усилий двигаться ночью. И, в целом, автомобили на солнечных батареях могут помочь не только в уменьшении загрязнения воздуха, но и в снижении уровня шума.
Объявления
В этой статье мы подробно обсудим, как работают автомобили на солнечных батареях, какие разработки делаются в автомобилях на солнечных батареях и преимущества вождения автомобиля на солнечных батареях.
Могут ли автомобили на солнечных батареях работать ночью?
В самом начале мы все сомневались, что солнечные панели могут эффективно работать ночью.
Точно так же сегодня поднимается вопрос: работают ли автомобили на солнечных батареях ночью? И точно так же, как солнечные батареи, солнечные автомобили могут работать ночью.
Автомобили на солнечных батареях могут эффективно работать ночью. Солнечные автомобили используют солнечный свет для работы в дневное время. А в ночное время они используют накопленную энергию. Продолжайте читать дальше и узнайте, как это на самом деле возможно.
Объявления
Как солнечные автомобили работают ночью?
Чтобы помочь вам понять ответ на этот вопрос, вот самое простое объяснение:
Как вы знаете, электромобили используют электричество вместо бензина и используют свои аккумуляторные батареи для хранения электроэнергии для последующего использования.
Точно так же и ответ на заданный вопрос: Действительно, солнечные автомобили работают с помощью энергии, хранящейся в аккумуляторных батареях. Вполне возможно эксплуатировать автомобиль на солнечных батареях без постоянного использования аккумуляторной батареи, но большинство автомобилей на всякий случай имеют аккумуляторную батарею.
И, следовательно, чем дольше вы заряжаете аккумулятор вашего автомобиля днем (на солнце), тем меньше проблем, возникающих при езде на нем ночью.
Не все автомобили, работающие на солнечных батареях, используют солнечные батареи для зарядки аккумулятора. Некоторые автомобили на солнечных батареях такие же (почти) как и электромобили, но они закрепляют солнечную панель на крыше автомобиля. Пока ваша машина стоит на улице или вы ведете машину, эта панель будет накапливать заряд в аккумуляторе автомобиля.
Но, если вы хотите водить машину в ночное время, вы также можете использовать зарядные станции для электромобилей так же, как это делают электромобили.
Каковы последние разработки в солнечных автомобилях?
Первый солнечный автомобиль был выпущен в 1955 году. Он был основан General Motors и был представлен на конгрессе в городе Чикаго. Этот солнечный автомобиль получил название Sunmobile. Это был прототип длиной 15 дюймов. Он был сделан из крошечного двигателя шкива (электрического) с 12 селеновыми фотогальваническими элементами.
Шкив электродвигателя был причиной перемещения колеса. Это был первый, но самый маленький автомобиль на солнечных батареях.
Sono Motors построила еще один автомобиль на солнечных батареях после первой разработки General Motors. Этот автомобиль назывался Sion. Sono Motors заявила, что этот автомобиль был первым гибридным автомобилем на солнечной энергии и коммерчески доступным электромобилем.
Встроено около 248 солнечных элементов, которые крепятся к кузову автомобиля. Он может проехать до 225 километров при зарядке от солнечной энергии.
Компании все еще работают над производством автомобиля на солнечных батареях, полностью функционирующего автомобиля на солнечной энергии или даже гибридного автомобиля на солнечной энергии. В настоящее время над этим работают компании Toyota и Hyundai.
Есть еще много различных компаний, производящих автомобили на солнечных батареях, которые в ближайшие годы стремятся сделать солнечные технологии очень устойчивыми.
Почему мы еще не ездим на солнечных автомобилях?
Есть несколько причин, по которым мы еще не начали использовать солнечные автомобили для вождения по дорогам.
Во-первых, даже самые передовые компании не изготовили и не разработали автомобиль, работающий исключительно на солнечной энергии.
Причиной этого является солнечная панель. Солнечные панели, которые мы в настоящее время имеем и используем в коммерческих целях, имеют эффективность всего от 20 до 30 процентов. И именно по этой причине нам нужно много места для размещения солнечных элементов. Но если мы это сделаем, то нам все равно придется столкнуться с проблемой веса и стоимости.
Если быть точным, солнечные панели довольно дорогие и в то же время тяжелые. И, следовательно, если мы загрузим крышу автомобиля такими тяжелыми солнечными панелями, это значительно увеличит вес автомобиля.
Да, у нас есть солнечные пленки, которые легче солнечных панелей. Тем не менее, они также значительно менее эффективны по сравнению с солнечными панелями.
Плюс взвешиваем автомобильный аккумулятор; все это делает идею автомобилей на солнечных батареях менее осуществимой в реальном времени.
Во-вторых, в ясный, яркий солнечный день земля получает почти 1 кВт солнечной энергии на квадратный метр. Учитывая это, самые эффективные панели площадью 32 кв. фута могут генерировать только около 8 кВтч солнечной энергии в день.
Это означает, что вы можете проехать только около 40 километров от одной солнечной батареи. А это так меньше расстояния в день. Вы едва ли можете путешествовать один раз в день на своей солнечной машине.
В-третьих, не всегда солнечный день. И это самое большое препятствие, когда речь идет об использовании солнечных автомобилей. В пасмурный день или ночь солнечные автомобили или панели не будут получать доступ к солнечному свету и будут останавливаться всякий раз, когда мимо проходит облако. Иногда это может привести к недоступности.
В целом, плохая погода, неправильное расположение панели, плохая посадка и скопление грязи — вот еще несколько причин, по которым мы еще не начали использовать солнечные автомобили.