Автомобіль на сонячних батареях. Види і пристрій. Робота

1. види
2. Велика частина розробок ведеться за наступними напрямками:
3. Пристрій
4. Тому розробникам сонячних автомобілів доводиться вдаватися до різноманітних хитрощів, щоб поліпшити...
5. Принцип дії
6. застосування

Наша сеть партнеров Banwar

Кожен день машин стає все більше, що незмінно веде до зменшення запасів нафти. До того ж збільшення спалювання палива веде до зростання числа вихлопних газів і забруднення навколишнього середовища. Багато вчених намагаються вирішити дану проблему різними шляхами. Однак на даний момент повноцінного рішення, яке дозволило б забути цю проблему, поки не знайдено. Одним з варіантів вирішення даної проблеми є створити автомобіль на сонячних батареях.

Розробки цієї машини почалися в 1950-х роках. Перспективний автомобіль на сонячних батареях з'явився в 1982 році завдяки винахіднику Хансу Толструп. На цій машині він зумів проїхати по всій Австралії, але на той момент його максимальна швидкість становила лише 20 кілометрів на годину. Через 14 років були створені сонячні автомобілі, які могли розвивати швидкість до 135 кілометрів на годину. Таку цифру зумів продемонструвати автомобіль під найменуванням «Dream». Такі автомобілі мають серйозну перспективу, однак на дані момент в серійному виробництві їх немає. Це пов'язано з цілим рядом невирішених проблем, в числі яких досить висока вартість машини.

види

Автомобіль на сонячних батареях цікавий багатьом автомобільним брендам. І кожен з них намагається реалізувати своє бачення цих машин. Саме тому вони сильно відрізняються за конструктивним виконанням, зовнішнім виглядом і ряду параметрів. Проте, у всіх цих автомобілів є загальні закономірності.

Велика частина розробок ведеться за наступними напрямками:

• Виготовлення змішаних конструкцій сонячних машин. Їх принцип базується на тому, що в сонячну погоду вони працюють від сонця, а при поганій погоді вони здатні заряджатися від електричної мережі і їздити як звичайний електричний автомобіль.
• Розробка транспортних засобів, де сонячна енергія застосовувалася б для забезпечення допоміжних потреб, наприклад, для роботи навігації, кондиціонера і так далі.
• Створення автомобілів, які працювали б лише на енергії сонця. На даний момент це тільки експериментальні конструкції, яким до серійного виробництва ще далеко. Викликано це тим, що для повноцінної щоденної їзди потрібна велика площа сонячних панелей, та й сонце світить не завжди.

Серед найбільш відомих розробок є автомобіль на сонячних батареях під назвою «Astrolab» від Venturi. Дана машина може досягати швидкості в 120 кілометрів на годину і переміщатися на відстані 110 кілометрів. Площа панелей становить 3,6 квадратних метрів. Його корпус виконаний з пластика, внаслідок чого машина важить близько 300 кілограм. Вартість цього примірника становить 90 тисяч євро.

Французька машина під назвою «Ecletic» здатна пересуватися до 50 кілометрів і має потужність в 22 кінських сили. Її швидкість досягає півсотні кілометрів на годину. З метою збільшення ходу транспорту передбачено вітровий генератор, в тому числі підзарядка від електромережі.

У Голландії створений автомобіль «Stella», який здатний переміщатися на відстані до 600 кілометрів на годину. Пристрій має корпус, виконаний з алюмінію і вуглецю, а також потужну батарею.

У Швейцарії створений автомобіль «Solar World GT», який виділяється величезною потужністю в 400 кінських сил. Він здатний досягати ста кілометрів на годину всього лише за 4 секунди і розганятися до 275 кілометрів на годину.

У нашій країні також займаються створенням сонячного автомобіля. Так пітерський політехнічний університет створив машину з кузовом з композитних матеріалів. Важить агрегат до 200 кілограм і здатний розганятися до 150 кілометрів на годину.

Пристрій

Автомобіль на сонячних батареях часто досить сильно відрізняється від інших машин, що працюють за допомогою двигуна внутрішнього згоряння. У більшості випадків вони нагадують футуристичні агрегати, що викликано необхідністю розміщення більшої кількості сонячних панелей на корпусі машини, а також бажанням розробників створити автомобіль майбутнього.

Головна особливість кожного сонячного транспорту - це наявність фотоелектричних панелей. На поточний момент сонячні панелі здатні забезпечувати коефіцієнт корисної дії близько 12%, що призводить до певних обмежень. Щоб можна було запустити сонячні автомобілі в серійне виробництво, необхідно створити панелі з коефіцієнтом корисної дії близько 50%. Технології на даний момент не дозволяють це зробити.

Тому розробникам сонячних автомобілів доводиться вдаватися до різноманітних хитрощів, щоб поліпшити параметри їх функціонування:

• Зменшення маси машини, що досягається застосуванням міцних пластиків і легких сплавів металу.
• Поліпшення аеродинаміки.
• Використання нових мікропроцесорних систем управління.
• Використання інноваційних двигунів.

У більшості випадків автомобіль на сонячних батареях включає наступні конструктивні елементи:

1. Сонячні панелі.
2. накопичувач енергії , Який дозволяє їздити машині в умовах хмарності і в нічний час, тобто тоді, коли немає сонця;
3. електродвигун . У більшій частині випадків він ставиться на провідні колеса, що дозволяє мінімізувати втрату потужності через меншого числа елементів трансмісії. Досить часто в подібних машинах застосовуються низькообертовий мотори постійного струму , Що мають коефіцієнт корисної дії в 98%;
4. Керуючий блок, що займається перерозподілом отриманої від сонця енергії. Частина витрачається на рух, інша - на накопичення в акумуляторної батареї. До того ж керуючий блок займається регулюванням параметрів функціонування панелей, їх охолодженням і орієнтуванням на сонці.
5. Шасі. Колеса в більшій частині випадків також є інноваційними, вони мають мінімальний коефіцієнт опору коченню.

Принцип дії

Автомобіль на сонячних батареях функціонує завдяки принципу перетворення енергії сонця в електричну. Саме електроенергія необхідна для живлення електродвигуна машини і можливості пересування. Принцип перетворення базується на «pn провідності», яка створюється в сонячної панелі. Для досягнення цієї мети панелі виробляються з двох шарів кремнію, куди додаються спеціальні речовини. У верхньому шарі присутній фосфор, а в нижньому - бор.

На кордоні зазначених верств створюється «р-n перехід», саме він і впливає на «р-n провідність» панелі. Під дією сонця в верхньому шарі створюється додаткове число негативно заряджених електронів, на нижній частині з'являються позитивно заряджені елементи. Поява додаткового числа різнозаряджені частинок призводить до появи електричного поля між шарами. Створюється різниця потенціалів.

У разі появи навантаження між електродами, які приєднані до цих верствам, в ланцюзі з'являється електрострум. У разі приєднання електродвигуна, це призведе до його роботі. Але струм повинен бути певного рівня. Тому для регулювання надходить електроструму застосовуються додаткові електронні пристрої. Вони відповідають за що видається потужність і швидкість обертання валу електродвигуна. Зайва енергія накопичується в акумуляторах. У разі відсутності сонця в певний період часу, то в роботу вступає акумулятор, який буде спрямовувати енергію на двигун. Інші елементи сонячного автомобіля практично повністю ідентичні елементам звичайної машини.

застосування

Автомобіль на сонячних батареях сьогодні проводиться тільки в експериментальних зразках. Але в подібних машинах застосовуються найостанніші технології та винаходи. Так на них ставляться шини з найбільш низьким опором коченню, кузова виконуються з найлегших композитних матеріалів високої міцності.

Спеціально для цих автомобілів застосовуються електричні двигуни постійного струму бесколлекторного типу з полюсами, виконаними з рідкоземельних магнітних матеріалів. Також в ряді моделей застосовуються мотор-колеса. До того ж сонячні машини використовуються в якості концептів для відпрацювання останніх досягнень в розробці автомобілів.

Ряд великих автомобільних виробників, наприклад, Mercedes і Toyota в якості опції використовують сонячні панелі для отримання енергії для роботи кондиціонера і навігації. Але роботи над створенням серійної сонячної машини не зупиняються. Вирішуються проблеми з низьким коефіцієнтом корисної дії, акумуляторами і так далі. Поява нових технологій у створенні матеріалів, гнучких сонячних панелей і батарей відкриває нові можливості в справі створення нових автомобілів.

Поява різних моделей солнцемобилей призвело до появи нового виду спорту - гонок на солнцемобилях. Сьогодні вони організовуються в різних країнах, але найвідоміші знаходяться в Австралії. Завдяки таким гонок автомобілевиробники можуть протестувати нові технічні розробки, що дозволяє розвивати сонячні автомобілі.

Розвиток технологій в майбутньому дозволить створювати сонячні автомобілі, які будуть мати:

• Необмежений запас ходу, який був накопичений за сонячний день.
• Великий робочий ресурс панелей.
• Створювати повністю безкоштовну енергію.

В результаті не буде необхідності утримувати заправні станції. У машин не буде шкідливих викидів, що при серійному випуску позитивно позначиться на екології.

Схожі теми: