Энергия солнца для автомобиля

Как в автомобилестроении используется солнечная энергия?

Топливный кризис в мире не за горами. Не так давно озвучивались данные о том, что при сохранении нынешних темпов добычи нефти в России, её хватит на 30 лет. То есть, запасы тают с каждым днём, а потребление растёт. Кроме того, есть и другая проблема. От большого количества автомобилей ежедневно в атмосферу поступает масса выхлопных газов с вредными веществами. Эти проблемы нужно решать. Причём в ближайшее время. Некоторые специалисты видят выход в создании электромобилей, работающих на солнечной энергии. Действительно, это не фантастический рассказ, а реальные разработки. Конечно, до выпуска серийных моделей ещё далеко, но уже есть рабочие образцы, включая гоночные кары.

Использование солнечной энергии в автомобилестроении

Впервые фотоэлектрические панели на крыше автомобиля попробовали установить довольно давно. В наше время появились полноценные авто, которые приводятся в движение исключительно от солнечной энергии. И эти автомобили делаются не в единичном экземпляре энтузиастами, а в производственных цехах крупных автомобильных корпораций.

Автомобиль на солнечных батареях

Разработкой автомобиля занимался Уильям Кобб ─ инженер компании GM. Эти исследования были профинансированы автомобильным гигантом в надежде на прорыв. Но тогда исследования свернули из-за низкой рентабельности, а вернулись к ним лишь через несколько десятилетий.

К разработкам авто на солнечной энергии вернулись в девяностые годы прошлого века. В этом время КПД фотоэлементов достиг 15 процентов. Это послужило мощным толчком к освоению энергии солнца. К делу разработки электромобилей подключились многие крупные концерны. Не так давно появлялись сообщения о том, что специалистам из Spektrolab удалось получить солнечные панели с КПД выше 30%. Но серийных образцов с такой эффективностью пока не выпускается.

Солнечные панели на крыше машины

Особенности автомобилей на энергии солнца

Электромобилей с солнечными батареями объединяют в себе все самые последние разработки в области автомобилестроения. Поскольку КПД фотоэлементов небольшой, требуется минимизировать вес машины и потери энергии на трении, а также улучшить аэродинамику. Именно поэтому в таких электромобилях используются последние разработки в сфере трансмиссии, колёс, покрышек. Для изготовления кузова применяются прочные, но лёгкие композитные материалы. Такие концепт-кары в дальнейшем являются донорами технологий для серийных моделей.

К примеру, для электромобилей в своё время были разработаны электромоторы бесколлекторного типа, имеющие малый вес и полюса из редкоземельных металлов. Для того, чтобы избавиться от потерь на трансмиссии, были разработаны колёса-моторы. То есть, электродвигатель устанавливается прямо на каждое колесо. Известные производители покрышек (Dunlop, Michelin) уже работают над созданием специальных покрышек для электромобилей. Коэффициент сопротивления качению у них достигает 0,007. Подобные покрышки позволяют существенно экономить на расходуемой энергии и уже используются на некоторых автомобилях с ДВС.

Вот такой автомобиль из будущего

Многие автомобили на солнечной энергии имеют футуристический внешний вид. Это не дизайнерские изыски, а необходимость в дополнительной площади кузова. На неё можно установить больше фотоэлементов и нарастить поглощение солнечной энергии.

О серийном выпуске гелио автомобилей пока говорить преждевременно. Чтобы сделать их массовыми нужно решить ряд трудных задач. Вот основные из них:

• Увеличение КПД фотоэлементов;
• Снижение стоимости солнечных панелей;
• Снижение веса автомобиля.

Плюсы и минусы гелио автомобилей

Итак, подведём итоги по плюсам и минусам автомобилей на солнечной энергии.

Плюсы

• Солнечная энергия бесплатна;
• Не требуется сеть заправочных станций;
• Фотоэлементы имеют большой срок службы (до 30 лет);
• Не выбросов а атмосферу;
• Использование таких авто стимулирует разработку передовых технологий в смежных сферах.

Минусы

• Низкий КПД фотоэлектрических панелей (максимум 12─15%);
• Высокая стоимость солнечных панелей;
• Эффективность выработки электроэнергии зависит от времени суток и погоды;
• Необходимо осуществлять накопление энергии от батарей.

Примеры электромобилей на солнечных батареях

Astrolab

Выпуском этого электромобиля занимаются специалисты компании Venturi. Максимальная скорость, которую развивает авто, составляет 120 километров в час. Пробег до 110 километров. На автомобиле закреплены фотогальванические элементы общей площадью 3,6 квадратных метров. Стоимость этого чуда составляет больше 90 тысяч евро.

Ecletic

Ecletic является ещё одним гелиомобилем от Venturi. Мощность двигателя этого авто составляет 22 лошадиные силы. Для сравнения, у других авто на солнечных батареях мощность в среднем составляет одну лошадиная сила с двух квадратных метров панелей. Ecletic работает только от энергии солнца.

Stella

Конструкторы из голландского технического университета Эйндховена называют концепт-кар Stella первым семейным гелиомобилем. В нём могут перемещаться до 4 человек. Салон комфортный и ездить в нём можно с удобством. В «Стелле» также есть довольно объёмный багажник. Кузов автомобиля выполнен из алюминия и углеволокна. Масса всего 380 килограмм при габаритах 4,5 на 1,65 метра.

Solar World GT

Разработкой этого электромобиля занимается швейцарская компания Green GT. Заявленные характеристики у него впечатляющие. Максимальная развиваемая скорость 275 километров в час. Разгон до «сотки» выполняется за 4 секунды. При этом мощность электромотора планируется на уровне 350─400 л. с.

Электромобиль Solar World GT

Гонки на солнцемобилях в Австралии

Говоря об использовании солнечной энергии в автомобилестроении, нельзя не упомянуть о гонках на гелиомобилях в Австралии. Они проводятся по маршруту Дарвин – Аделаида раз в два года. В них принимают участие только автомобили, работающие на солнечной энергии.

Гонки на электромобилях в Австралии, Дарвин – Аделаида

• Ёмкость аккумуляторных батарей ограничена суммарным значением 5 кВт/ч;
• Передвижение осуществляется в период с 8-00 до 17-00;
• Вес водителя не меньше 80 килограмм. В противном случае к авто подвешивается балласт;
• Команда участников состоит из 2─4 водителей.

Интересна статистика этого соревнования и постепенное улучшение характеристик электромобилей. В 2011 году участие в гонках приняли 37 команд. До финиша дошли только семь. Тогда победили японцы, второе место заняли голландцы, третье – США. Японский кар Tokai Challenger 2 преодолел трассу чуть меньше, чем за 33 часа. Скорость в среднем была около 92 километров в час. Через два года в соревнования победили голландцы на семейном автомобиле Stella, который уже упоминался выше. Их автомобиль разгонялся на трассе до 110 километров в час.

Можно с уверенностью сказать, что электромобили на солнечных батареях постепенно входят в нашу жизнь. О массовом использовании говорить пока рано, поскольку есть ряд проблем, серьёзно сдерживающих развитие. Но через несколько десятков лет гелиомобиль обязательно переедет из разряда «игрушек для миллионера» в продукт, доступный массовому пользователю.

Источник статьи: http://akbinfo.ru/alternativa/solnechnaja-jenergija-v-avtomobilestroenii.html

Солнечная энергия на автомобилях

Солнечная энергия на автомобилях (на транспорте) — интересное направление исследований для всех автомобильных концернов. Ведь солнечная энергия для тяговых систем автомобилей неисчерпаема.

Хоть от солнца большую мощность для автомобиля и пока не удается получить, достаточную для его эксплуатации, многие автопроизводители пытаются находить применение батарей на солнечной энергии в качестве альтернативного источника. Ведь, даже дополнительная энергия от солнца в один киловатт в течение 12 часов способна дать автомобилю пробег примерно в 60 км и съэкономить целую канистру бензина.

Сейчас разработано множество способов преобразования солнечной энергии на автомобилях в электрическую энергию. К тому же использование солнечной энергии для энергоснабжения различных объектов – это популярная область исследований по всему миру.

Существует множество способов и теорий преобразования солнечной энергии, наиболее перспективные для автомобилестроения из них это:

• использование фотоэлементов на транспорте и стационарно;
• использование различных тепловых машин для преобразования солнечной энергии (двигатель Стирлинга, паровые машины, различные вариации двигателей внешнего сгорания и др. );
• использование солнечных электростанций (термовоздушные, различной вариации наземного базирования и др.);

Масштабное использование солнечной энергии затруднено несовершенством преобразователей солнечной энергии и их низким КПД, особенно при установке на автомобилях. При довольно высокой стоимости на производство и эксплуатацию.

В настоящее время наиболее популярно использование фотоэлементов для накопления и преобразования солнечной энергии, в виду их надежности, простоты обслуживания и технологичности производства, в т.ч. для автомобилей и другого транспорта. Как правило, фотоэлементы («солнечные батареи») устанавливают на открытых поверхностях имеющих хорошее местоположение для попадания солнечных лучей, например, внутри крыши автомобиля.

Солнечную энергию в качестве альтернативного источника энергии уже используют автомобили, например BMW, Toyota, Fisker. Ввиду малой мощности и высокой стоимости преобразования солнечной энергии фотоэлементы пока не нашли массового применения, однако, перспектива их использования в автомобилестроении достаточно велика.

Источник статьи: http://ecsmart.ru/virtual-library/list/view/article/23/

Электрокары «питающиеся» Солнцем: будущее уже наступило

Автомобильная история длинная и весьма забавна. Первые авто появились более века тому назад. Примечательно то, что первые образцы работали исключительно на паре или электроэнергии. По воле хитрых нефтяных магнатов, автомобиль получил дизельный двигатель. Экологически чистый транспорт был передвинут на задние позиции и практически забыт. Однако сейчас, мы всё чаще слышим про автомобиль на солнечных батареях, следовательно, история имеет свойство повторятся.

Такой ход событий имел место вплоть до 1955 года, когда американской публике на выставке, организованной концерном GM было представлено компактное авто, имеющее солнечные батареи. Не смотря на заманчивый вид и возможность дистанционного управления, новинка не получила ожидаемой известности. Гениальная разработка Уильяма Кобба была вскоре забыта, а сам проект закрылся из-за урезки в финансировании.

Спустя почти три десятилетия, в 1982 году, инициативу переняли австралийцы. Изобретатель Ханс Толструп проехал весь континент на своём авто, под названием «Quiet Achiever». Однако, даже в эру технологического прогресса, скорость автомобиля на солнечных батареях, не превышала отметки в 20 км/час. Вскоре, эту идею подхватили инженеры-энтузиасты с разных уголков планеты. И уже в следующем году было проведено первое Международное ралли с участием авто сконструированное на солнечных батареях. Впоследствии, автомобили, использующие энергию Солнца, становились всё мощнее, и уже в 1996 году, электрокар «Dream» достиг отметки в 135 км/час.

Автомобиль на солнечных батареях: до 21 века цена беспощадно убивала спрос

Не лишним будет сказать и то, что вплоть до начала 21-го века, стоимость электрокаров отпугивала даже потребителей с достатком выше среднего. Главным минусом авто на солнечной батарее, было отсутствие возможности преодолевать значительные расстояния. Ёмкость батареи, даже у самых прогрессивных авто была слишком мала. К примеру, в США, те немногие заправки для электромобилей начали появляться лишь в середине прошлого десятилетия. Учитывая дороговизну ультрасовременных деталей электрокаров, даже мысль о возможной поломке, заставляла трепетать любителей экологически чистых технологий.

Со временем, а именно со второй половины 2000-х, ведущие мировые автомобильные производители решили обуздать этот неосвоенный рынок и взялись за разработку прототипов транспортных средств, работающих на солнечной энергии. Как следствие, благодаря профессиональному подходу и солидным инвестициям, батареи стали в разы мощнее, солнечные панели компактнее, а сами авто дешевле.

Как и прежде, японцы оказали впереди планеты всей. Уже сейчас на улицах Токио можно встретить не только гибридные авто, но и «Хонды» с «Тойотами», «питающимися» энергией Солнца. Занимательно, что с каждым годом, электрокары становятся всё доступнее, а литий-ионные батареи всё вместительнее. Это даёт возможность покупателям со средним достатком «хвастануть» перед соседями.

На сегодняшний день, средняя цена на автомобиль, использующий солнечные батареи, составляет 25000 «зелёных».

«Пусть всегда будет Солнце…» и хорошее КПД

Помните эту детскую песенку, которую многие частенько напевали, будучи малышами? Она, как нельзя лучше, подходит для нынешней ситуации, касающейся авто оснащенных солнечными панелями. Вышеупомянутые ралли электрокаров, проводятся именно в Австралии, где почти круглый год солнечная погода. Как бы ни было печально, но будем смотреть правде в глаза. При дождливой погоде и пустых аккумуляторах, автомобиль может попросту заглохнуть на шоссе.

Старания инженеров, физиков и механиков всё еще не увенчались значительными успехами. КПД, которое выдают солнечные батареи в авто, так и не перевалило цифру в 15%. При этом, бензиновый двигатель печально известной «шестёрки», с лёгкостью выдаёт 45%. Что ж, всем автолюбителям придётся еще немножко подождать, чтобы получить возможность купить «зелёное» авто с конкурентоспособными характеристиками.

В вариантах подешевле, электромобиль работающий на солнечных батареях, обладает весьма малой мощностью — 1-2 лошадиные силы. И то, это лишь в том случае, если солнечные панели занимают как минимум 2 квадратных метра. Это не слишком влияет на скорость. При хорошем дорожном покрытии и длительном разгоне, некоторые модели автомобилей на солнечной энергии могут достичь отметки в 100 км/час.

Свет в конце туннеля

Как бы там ни было, но благодаря кропотливой работе инженеров-энтузиастов и групп студентов-изобретателей, верящих в светлое будущее «солнечного» автомобиля, использующего солнечную энергию, ежегодно создаётся всё больше функционирующих образцов «экологически чистых» авто. Даже взглянув на австралийское Международное ралли, можно сделать вывод, что светлое будущее без выхлопных газов уже «не за горами».

Отличным примером может послужить французская автомобильная компания Venturi, создавшая прототипы Astrolab и Ecletic. Как стало известно, эти электрокары имеют не только мощные батареи, заряжаемые как от солнечных панелей, так и от розетки, но и ветровые генераторы. Уже в скором времени, должен начаться серийный выпуск этих авто, если конечно, этот гениальный стартап не «потухнет», как и многие предыдущие. Хочешь — не хочешь, а складывается впечатление, что некто просто не хочет давать зелёный свет на массовое внедрение данной технологии. Но давайте отвлечёмся от плохих мыслей и подробнее рассмотрим эти чуда техники.

Автомобиль на солнечных батареях Ecletic способен выдавать скорость 50 км/час на протяжении 50 километров, что уже является отличным показателем для «солнечного» авто. Мощность составляет 22 лошадки, что также немало. Хитрые французы, ориентируясь не только на жителей солнечной Австралии и Африки, оснастили модель разъёмом, благодаря которой, батарея авто может зарядиться через розетку. По предварительным данным, подзарядка автомобиля Ecletic не должна занимать более пяти часов. Что ж, это как нельзя кстати подойдёт для европейцев, привыкших к пасмурной погоде, ветрам и дождям. Инженеры Venturi решили не останавливаться и использовать даже ветер, оснастив электромобиль, имеющий солнечные батареи ветровым генератором, дарящий АКБ автомобиля еще дополнительные 15 километров.

Насколько бы ни был заманчив Ecletic, его с лёгкостью переплюнет другая разработка от французской компании – электрический автомобиль Astrolab. Это авто уже способно проехать добрых 110 километров, а крутящий момент даёт возможность разогнаться на прямых участках до 120 км/час. Остальные же характеристики остаются теми же, что и у Ecletic.

Автомобиль на солнечных батареях: игрушка для богатых

Естественно, электрокары, работающие на солнечной энергии и имеющие литий-ионные батареи до сих пор не могут считаться достойной альтернативой бензиновым автомобилям. Слишком мало электро-заправок, слишком скудные характеристики, слишком большая цена…

Компании, внедряющие эту технологию, никак не могут снизить стоимость в 20-25 тысяч евро за электромобиль функционирующий на солнечных батареях. Уж слишком много умственного труда и ресурсов затрачивается во время конструирования. Поэтому, автомобиль на солнечных батареях, оригинальная новинка Astrolab и Ecletic, по-прежнему остается дорогой игрушкой в руках обеспеченных борцов за чистый воздух.

Радует лишь то, что наука не стоит на месте, и уже сегодня, может быть, происходит очередной технологический прорыв, за которым последует полная смена бензиновых двигателей на солнечные. Поживём, увидим. А пока что, давайте отвлечёмся и рассмотрим таблицу с концептами электромобилей, использующих солнечную энергию, массовое производство которых может начатья уже в ближайшее время.

Название	Страна –разработчик	Год разработки	Дистанция, которую авто способно преодолеть	Максимальная скорость	КПД	Стоимость
Stella	Голландия	2013	600 км	110 км/час	—	—
Trev	Австралия	2008	150 км	150 км/час	—	—
Solar World GT	Швейцария	2014	—	275 км/час	—	—
Tokai Challenger 2	Япония	2010	—	160 км/час	22%	—
SolatTaxi	Япония	2007	350 км	90 км/час	—	—
Venturi Astrolab	Франция	2013	110 км	120 км/час	15%	90000 евро

Недорогая технология, которую можно использовать уже сейчас

Многие водители уже проверили на собственном опыте, что такое нагретый до температуры печки салон авто в знойный летний день. Не во всех автомобилях есть кондиционер, а порой, просто не охота его использовать. В этом случае, нам могут помочь автомобильные вентиляторы работающие на солнечных батареях. При этом, солнечная энергия способна нам послужить в качестве отличного помощника. На территории СНГ с недавнего времени, начали активно продаваться подобные солнечные вентиляторы. В среднем, стоимость новинки не превышает 20 долларов, что делает её крайне привлекательной.

Принцип действия устройства крайне прост. Закрепив вентилятор на одном из окон в автомобиле, вы сможете сразу ощутить результат. Солнечные лучи, попадая на обратную сторону прибора, усваивается фотоэлементами, наполняет батарею и затем преобразовывается в электрический ток, питающий мотор вентилятора. Благодаря этому, из салона автомобиля выводится весь горячий воздух через оконную щель.

Батарея не требует большого количества энергии, что позволяет вентилятору работать даже в немного пасмурную погоду. Это отличная вещь поможет Вам не только улучшить свой автомобиль, но и ощутить все прелести современных технологий.

Источник статьи: http://ekobatarei.ru/transport/elektrokary-pitayushhiesya-solncem-budushhee-uzhe-nastupilo