Samochód zasilany energią słoneczną. Poglądy i perspektywy

Poszukując alternatywnych źródeł energii, koncerny samochodowe dużo inwestują w innowacje. Dzięki temu świat motoryzacyjny otrzymał naprawdę wydajne pojazdy elektryczne, a także jednostki napędowe na paliwie wodorowym.

O silnikach wodorowych już wiemy niedawno mówił... Skoncentrujmy się trochę bardziej na pojazdach elektrycznych. W klasycznej wersji jest to samochód z ogromnym akumulatorem (choć już istnieje modele superkondensatorów), który jest pobierany z domowego źródła zasilania, a także na terminalu stacji benzynowej.

Biorąc pod uwagę, że jedno ładowanie, zwłaszcza w chłodne dni, nie wystarcza na długo, inżynierowie starają się wyposażyć samochód w dodatkowe systemy do zbierania użytecznej energii, która jest uwalniana podczas ruchu samochodu. W ten sposób układ rekuperacji pobiera energię kinetyczną z układu hamulcowego, a gdy samochód toczy się wybiegiem, podwozie działa jak generator.

Niektóre modele są wyposażone w silnik spalinowy, który działa tylko jako generator, niezależnie od tego, czy samochód jedzie, czy nie. Przykładem takich pojazdów jest Chevrolet Volt.

Istnieje inny system, który pozwala uzyskać wymaganą energię bez szkodliwych emisji. To są panele słoneczne. Trzeba przyznać, że technologia ta od dawna wykorzystywana jest np. W pojazdach kosmicznych, a także do zasilania elektrowni własną energią.

Co możesz powiedzieć o możliwości zastosowania tej technologii w pojazdach elektrycznych?

Ogólna charakterystyka

Panel słoneczny działa na zasadzie zamiany energii naszego źródła światła na energię elektryczną. Aby samochód mógł się poruszać o każdej porze dnia, w akumulatorze musi gromadzić się energia. To źródło zasilania musi również zapewniać niezbędną energię elektryczną innym odbiorcom, niezbędną do bezpiecznej jazdy (na przykład wycieraczki i reflektory) oraz dla komfortu (na przykład do ogrzewania kabiny).

Kilka firm w Stanach Zjednoczonych było pionierami tej technologii w latach 1950. Jednak ten praktyczny krok nie powiódł się. Powodem był brak baterii o dużej pojemności. Z tego powodu samochód elektryczny miał zbyt małą rezerwę mocy, szczególnie w ciemności. Projekt został odłożony na lepsze czasy.

W latach 90-tych ponownie zainteresowali się technologią, ponieważ stało się możliwe tworzenie akumulatorów o zwiększonej wydajności. Dzięki temu model mógł zebrać więcej energii, którą następnie można było wykorzystać w ruchu.

Rozwój transportu elektrycznego umożliwia bardziej efektywne wykorzystanie ładunku. Ponadto każda firma samochodowa jest zainteresowana zmniejszeniem zużycia energii poprzez zmniejszenie oporu powodowanego przez skrzynię biegów, nadlatującego powietrza i innych czynników. Pozwala to zwiększyć rezerwę mocy na jednym ładowaniu o ponad jeden kilometr. Teraz ten przedział jest mierzony przez kilkaset kilometrów.

Również rozwój lekkich modyfikacji nadwozi i różnych jednostek był w tym bardzo pomocny. Zmniejsza to masę pojazdu, pozytywnie wpływając na prędkość pojazdu. Wszystkie te innowacyjne rozwiązania są wykorzystywane w pojazdach słonecznych.

Na szczególną uwagę zasługują silniki montowane w takich samochodach. To są modele bezszczotkowe. Takie modyfikacje wykorzystują specjalne rzadkie elementy magnetyczne, które zmniejszają opór toczenia, a także zwiększają moc elektrowni.

Inną opcją, która daje maksymalny efekt, jest użycie kół napędzanych. Dzięki temu elektrownia nie marnuje energii, aby pokonać opór różnych elementów transmisyjnych. Takie rozwiązanie będzie szczególnie praktyczne w przypadku auta z napędem hybrydowym.

Najnowsze osiągnięcie pozwala na zastosowanie elektrowni w prawie każdym czterokołowym pojeździe. Ta modyfikacja to elastyczna bateria. Jest w stanie efektywnie wytwarzać energię elektryczną i przybierać różne formy. Dzięki temu zasilacz można zainstalować w różnych działach samochodu.

Ładowanie akumulatora odbywa się z panelu, który znajduje się głównie w górnej części samochodu, ponieważ dach ma płaską konstrukcję i pozwala na umieszczenie elementów pod kątem prostym do promieni słonecznych.

Jakie są pojazdy słoneczne

Prawie każda firma opracowuje wydajne pojazdy solarne. Oto kilka zrealizowanych przez nas projektów samochodów koncepcyjnych:

• Francuski samochód elektryczny z tego typu źródłem zasilania to Venturi Eclectic. Koncepcja została opracowana w 2006 roku. Samochód wyposażony jest w elektrownię o mocy 22 koni mechanicznych. Maksymalna prędkość transportowa to 50 km / h, przy czym zasięg przelotowy wynosi pięćdziesiąt kilometrów. Producent wykorzystuje generator wiatrowy jako dodatkowe źródło energii.
• Astrolab Eclectic to kolejny produkt tej samej francuskiej firmy, zasilany energią słoneczną. Osobliwością samochodu jest to, że ma otwarte nadwozie, a panel znajduje się na obwodzie wokół kierowcy i jego pasażera. Dzięki temu środek ciężkości znajduje się jak najbliżej podłoża. Model ten rozpędza się do 120 km / h. Sam akumulator ma dużą pojemność i znajduje się bezpośrednio pod panelem słonecznym. Moc instalacji to 16 kW.
• Holenderski samochód solarny dla całej rodziny - Stella. Model został opracowany przez grupę uczniów w 2013 roku. Samochód otrzymał futurystyczny kształt, a karoseria została wykonana z aluminium. Maksymalna odległość, jaką samochód może pokonać, to około 600 kilometrów.
• W 2015 roku pojawił się kolejny model operacyjny - Immortus, który został stworzony przez firmę EVX Ventures z Melbourne w Australii. Ten dwumiejscowy samochód elektryczny ma porządny panel słoneczny o powierzchni 2286 centymetrów kwadratowych. Przy słonecznej pogodzie pojazdy mogą podróżować przez cały dzień bez ładowania z dowolnej odległości. Aby zapewnić energię do sieci pokładowej, używany jest akumulator o wydajności zaledwie 10 kW / h. W pochmurny dzień samochód jest w stanie pokonać dystans 399 km, a nawet wtedy z maksymalną prędkością 59 km / h. Firma planuje wypuścić model w serii, ale limitowanej - tylko około stu egzemplarzy. Koszt takiego samochodu wyniesie około 370 tysięcy dolarów.
• Kolejny samochód wykorzystujący ten rodzaj energii wykazuje dobre wyniki, nawet jako samochód sportowy. Model Green GT Solar World GT ma 400 koni mechanicznych i ograniczenie prędkości do 275 kilometrów na godzinę.
• W 2011 roku odbył się konkurs pojazdów solarnych. Wygrał Tokai Challenger 2, japoński pojazd elektryczny wykorzystujący energię słoneczną. Samochód waży tylko 140 kilogramów i rozpędza się do 160 km / h.

Obecna sytuacja

W 2017 roku niemiecka firma Sono Motors przedstawiła model Sion, który wszedł już do serii. Jego koszt to od 29 000 USD. ten samochód elektryczny otrzymał panele słoneczne prawie na całej powierzchni nadwozia.

Samochód rozpędza się do 100 km / h. w 9 sekund, a ograniczenie prędkości to 140 kilometrów na godzinę. Akumulator ma wydajność 35 kW / hi rezerwę mocy 255 kilometrów. Panel słoneczny zapewnia niewielkie doładowanie (na dzień na słońcu akumulator ładuje się tylko do przejechania około 40 km), ale samochód nie może być napędzany wyłącznie tą energią.

W 2019 roku holenderscy inżynierowie z Uniwersytetu w Eindhoven ogłosili rozpoczęcie zbierania zamówień przedpremierowych na produkcję limitowanej edycji Lightyeara. Według inżynierów model ten ucieleśniał parametry idealnego samochodu elektrycznego: duży zasięg na jednym ładowaniu i zdolność do zgromadzenia wystarczającej ilości energii na długą podróż.

Niektórzy członkowie zespołu pracowali dla Tesli i innych znanych firm motoryzacyjnych, które są poważnie zaangażowane w tworzenie wydajnych samochodów elektrycznych. Dzięki temu doświadczeniu zespołowi udało się stworzyć samochód z ogromną rezerwą mocy (w zależności od prędkości transportu parametr ten waha się od 400 do 800 kilometrów).

Jak obiecuje producent, samochód będzie mógł przejeżdżać około 20 tys. Kilometrów rocznie tylko na energii słonecznej. Dane te zainteresowały wielu entuzjastów motoryzacji, dzięki czemu firma była w stanie przyciągnąć około 15 mln euro inwestycji i zebrała w krótkim czasie prawie sto zamówień przedpremierowych. To prawda, że ​​koszt takiego samochodu to 119 tysięcy euro.

W tym samym roku japoński producent samochodów zapowiedział testy krajowego pojazdu hybrydowego Prius, wyposażonego w ogniwa słoneczne. Zgodnie z zapowiedzią przedstawicieli firmy maszyna będzie miała ultracienkie panele, które są wykorzystywane w astronautyce. Dzięki temu maszyna będzie jak najbardziej niezależna od wtyczki i gniazda.

Do tej pory wiadomo, że model można ładować przy słonecznej pogodzie zaledwie 56 kilometrów. Ponadto samochód może stać na parkingu lub jechać wzdłuż drogi. Według wiodącego inżyniera działu, Satoshi Shizuki, model nie zostanie wkrótce wypuszczony do serii, ponieważ główną przeszkodą w tym jest niemożność udostępnienia zwykłemu kierowcy wysokowydajnego ogniwa słonecznego.

Plusy i minusy samochodów solarnych

Tak więc samochód słoneczny to ten sam samochód elektryczny, tyle że korzysta z dodatkowego źródła zasilania - panelu słonecznego. Jak każdy pojazd elektryczny, ten typ pojazdu ma następujące zalety:

• Brak emisji, ale tylko w przypadku używania wyłącznie energii elektrycznej;
• Jeżeli silnik spalinowy jest używany tylko jako generator, ma to również pozytywny wpływ na przyjazność dla środowiska transportu. Jednostka napędowa nie ulega przeciążeniom, przez co MTC spala się wydajnie;
• Można użyć dowolnej pojemności baterii. Najważniejsze, że samochód może ją zabrać;
• Brak skomplikowanych jednostek mechanicznych zapewnia dłuższą żywotność pojazdu;
• Wysoki komfort podczas jazdy. Podczas pracy elektrownia nie brzęczy, a także nie wibruje;
• Nie ma potrzeby szukania odpowiedniego paliwa do silnika;
• Nowoczesne rozwiązania zapewniają efektywne wykorzystanie energii, która jest uwalniana w każdym transporcie, ale nie jest wykorzystywana w konwencjonalnych samochodach.

Do wszystkich wad pojazdów elektrycznych, pojazdy słoneczne mają następujące wady:

• Panele słoneczne są zbyt drogie. Opcja budżetowa wymaga dużego obszaru ekspozycji na światło słoneczne, a kompaktowe modyfikacje są stosowane w statkach kosmicznych i są zbyt drogie dla zwykłych entuzjastów samochodów;
• Samochody słoneczne nie są tak mocne i szybkie jak konwencjonalne samochody benzynowe lub wysokoprężne. Chociaż to plus dla bezpieczeństwa takiego transportu - na drogach byłoby mniej pilotów, którzy nie traktują życia innych na poważnie;
• Utrzymanie takich pojazdów nie jest możliwe, ponieważ nawet oficjalne stacje paliw nie mają specjalistów, którzy rozumieją takie instalacje.

To są główne powody, dla których nawet kopie robocze pozostają w kategorii koncepcyjnej. Najwyraźniej wszyscy czekają na kogoś, kto celowo wyda ogromne sumy pieniędzy, aby wszystko ruszyło. Coś podobnego stało się, gdy wiele firm miało działające modele pojazdów elektrycznych. Jednak dopóki firma Elona Muska nie wzięła na siebie całego ciężaru, nikt nie chciał wydawać swoich pieniędzy, ale postanowił pójść utartą już ścieżką.

Oto krótki przegląd jednego z takich pojazdów, Toyoty Prius:

Łał! Toyota Prius na panelach słonecznych!