Automašīna ar saules enerģiju. Skati un perspektīvas

Meklējot alternatīvus enerģijas avotus, automobiļu uzņēmumi iegulda lielus ieguldījumus inovācijās. Pateicoties tam, auto pasaule saņēma patiešām efektīvus elektriskos transportlīdzekļus, kā arī ar ūdeņradi darbināmus spēka agregātus.

Par ūdeņraža motoriem mēs jau esam nesen runāja... Pievērsīsimies nedaudz vairāk elektriskajiem transportlīdzekļiem. Klasiskajā versijā šī ir automašīna ar milzīgu akumulatoru (lai gan tādas jau pastāv superkondensatoru modeļi), kas tiek uzlādēts no mājsaimniecības strāvas padeves, kā arī degvielas uzpildes stacijas terminālā.

Ņemot vērā, ka ar vienu uzlādi, īpaši aukstā laikā, ilgstoši nepietiek, inženieri cenšas aprīkot automašīnu ar papildu sistēmām noderīgas enerģijas savākšanai, kas izdalās automašīnas kustības laikā. Tādējādi rekuperācijas sistēma savāc kinētisko enerģiju no bremžu sistēmas, un, automašīnai braucot, šasija darbojas kā ģenerators.

Daži modeļi ir aprīkoti ar iekšdedzes dzinēju, kas darbojas tikai kā ģenerators neatkarīgi no tā, vai automašīna brauc vai ne. Šādu transportlīdzekļu piemērs ir Chevrolet Volt.

Ir vēl viena sistēma, kas ļauj iegūt nepieciešamo enerģiju bez kaitīgām emisijām. Tie ir saules paneļi. Jāatzīst, ka šī tehnoloģija jau sen tiek izmantota, piemēram, kosmosa kuģos, kā arī lai nodrošinātu elektrostacijas ar savu enerģiju.

Ko jūs varat teikt par iespēju izmantot šo tehnoloģiju elektriskajos transportlīdzekļos?

Vispārējās īpašības

Saules panelis darbojas pēc principa, ka mūsu gaismas enerģija tiek pārveidota par elektrību. Lai automašīna varētu pārvietoties jebkurā diennakts laikā, enerģija jāuzkrāj akumulatorā. Šim enerģijas avotam jānodrošina arī nepieciešamā elektroenerģija citiem patērētājiem, kas vajadzīga drošai braukšanai (piemēram, tīrītāji un lukturi) un ērtībai (piemēram, pasažieru salona apsildīšanai).

Vairāki uzņēmumi Amerikas Savienotajās Valstīs 1950. gados bija šīs tehnoloģijas aizsācēji. Tomēr šis praktiskais solis nebija veiksmīgs. Iemesls bija augstas ietilpības bateriju trūkums. Tāpēc elektriskajai automašīnai bija pārāk maz enerģijas rezerves, it īpaši tumsā. Projekts tika atlikts uz labākiem laikiem.

90. gados viņi atkal sāka interesēties par tehnoloģiju, jo kļuva iespējams izveidot akumulatorus ar paaugstinātu efektivitāti. Pateicoties tam, modelis varēja savākt vairāk enerģijas, ko pēc tam varēja izmantot kustības laikā.

Elektriskā transporta attīstība ļauj efektīvāk izmantot lādiņu. Turklāt ikviens automašīnu uzņēmums ir ieinteresēts samazināt enerģijas patēriņu, samazinot transmisijas pretestību, tuvojošos gaisa plūsmu un citus faktorus. Tas ļauj palielināt jaudas rezervi ar vienu uzlādi vairāk nekā par vienu kilometru. Tagad šo intervālu mēra ar vairākiem simtiem kilometru.

Šajā ziņā labu palīdzību sniedza vieglu ķermeņa un dažādu vienību modifikāciju izstrāde. Tas samazina transportlīdzekļa svaru, pozitīvi ietekmējot transportlīdzekļa ātrumu. Visi šie novatoriskie sasniegumi tiek izmantoti saules transportlīdzekļos.

Īpašu uzmanību ir pelnījuši dzinēji, kas uzstādīti šādām automašīnām. Tie ir modeļi bez sukām. Šādās modifikācijās tiek izmantoti īpaši reti magnētiski elementi, kas samazina rites pretestību un palielina arī spēkstacijas jaudu.

Vēl viena iespēja, kurai ir maksimāla ietekme, ir motorizētu riteņu izmantošana. Tātad spēkstacija netērēs enerģiju, lai pārvarētu dažādu pārvades elementu pretestību. Šis risinājums būs īpaši praktisks automašīnai, kurai ir hibrīda tipa spēkstacija.

Jaunākā attīstība ļauj elektrisko spēkstaciju izmantot gandrīz jebkurā četrriteņu transportlīdzeklī. Šī modifikācija ir elastīga baterija. Tas spēj efektīvi ražot elektrību un izpausties dažādos veidos. Pateicoties tam, barošanas avotu var uzstādīt dažādās automašīnas nodaļās.

Akumulatora uzlāde tiek veikta no paneļa, kas galvenokārt atrodas automašīnas augšpusē, jo jumtam ir plakana konstrukcija un tas ļauj novietot elementus taisnā leņķī pret saules stariem.

Kādi ir saules transportlīdzekļi

Gandrīz katrs uzņēmums izstrādā efektīvus saules enerģijas transportlīdzekļus. Šeit ir daži no konceptauto projektiem, kurus mēs jau esam pabeiguši:

• Franču elektriskā automašīna ar šāda veida enerģijas avotu ir Venturi Eclectic. Koncepcija tika izstrādāta 2006. gadā. Automašīna ir aprīkota ar spēkstaciju, kuras jauda ir 22 zirgspēki. Maksimālais transporta ātrums ir 50 km / h, pie kura kreisēšanas diapazons ir piecdesmit kilometri. Ražotājs kā papildu enerģijas avotu izmanto vēja ģeneratoru.
• Astrolab Eclectic ir vēl viena tā paša Francijas uzņēmuma attīstība, ko darbina saules enerģija. Automašīnas īpatnība ir tā, ka tai ir atvērta virsbūve, un panelis atrodas ap perimetru ap vadītāju un viņa pasažieri. Tas smaguma centru notur pēc iespējas tuvāk zemei. Šis modelis paātrinās līdz 120 km / h. Akumulatoram ir liela ietilpība, un tas atrodas tieši zem saules paneļa. Instalācijas jauda ir 16 kW.
• Holandiešu saules automašīna visai ģimenei - Stella. Modeli studentu grupa izstrādāja 2013. gadā. Automašīna ir ieguvusi futūristisku formu, un virsbūve ir izgatavota no alumīnija. Maksimālais attālums, ko automašīna var veikt, ir aptuveni 600 kilometri.
• 2015. gadā parādījās vēl viens darbības modelis - Immortus, kuru izveidoja EVX Ventures no Melburnas, Austrālijā. Šī divvietīgā elektriskā automašīna ir ieguvusi pienācīgu saules paneli, kura platība ir 2286 kvadrātcentimetri. Saulainā laikā transportlīdzekļi var pārvietoties visu dienu, neuzlādējoties jebkurā attālumā. Lai nodrošinātu enerģiju borta tīklam, tiek izmantots akumulators, kura jauda ir tikai 10 kW / h. Mākoņainā dienā automašīna spēj veikt 399 km distanci un pat tad ar maksimālo ātrumu 59 km / h. Uzņēmums plāno izlaist modeli sērijā, bet ierobežotā skaitā - tikai aptuveni simts eksemplāru. Šādas automašīnas izmaksas būs aptuveni 370 tūkstoši dolāru.
• Cits automobilis, kas izmanto šāda veida enerģiju, uzrāda labus rezultātus pat kā sporta automašīna. Solar World GT modelim Green GT ir 400 zirgspēki un ātruma ierobežojums 275 kilometri stundā.
• 2011. gadā notika konkurence starp saules transportlīdzekļiem. To ieguva japāņu elektriskais transportlīdzeklis Tokai Challenger 2, kas izmanto saules enerģiju. Automašīna sver tikai 140 kilogramus un paātrina līdz 160 km / h.

Pašreizējā situācija

2017. gadā Vācijas uzņēmums Sono Motors iepazīstināja ar Sion modeli, kas jau ir iekļuvis sērijā. Tās izmaksas ir no 29 000 USD. šī elektriskā automašīna saņēma saules baterijas gandrīz visā ķermeņa virsmā.

Automašīna paātrinās līdz 100 km / h. 9 sekundēs, un ātruma ierobežojums ir 140 kilometri / stundā. Akumulatora jauda ir 35 kW / h, un jaudas rezerve ir 255 kilometri. Saules panelis nodrošina nelielu uzlādi (dienai saulē akumulators tiks uzlādēts tikai, lai veiktu apmēram 40 km), taču automašīnu nevar vadīt tikai ar šo enerģiju.

2019. gadā holandiešu inženieri no Eindhovenas universitātes paziņoja par priekšpasūtījumu vākšanas sākšanu ierobežota apjoma Lightyear izgatavošanai. Pēc inženieru domām, šis modelis iemiesoja ideāla elektriskā automobiļa parametrus: lielu diapazonu ar vienu uzlādi un spēju uzkrāt pietiekami daudz enerģijas ilgam braucienam.

Daži no komandas locekļiem ir strādājuši Tesla un citās pazīstamās auto kompānijās, kas nopietni nodarbojas ar efektīvu elektromobiļu radīšanu. Pateicoties šai pieredzei, komandai izdevās izveidot automašīnu ar milzīgu jaudas rezervi (atkarībā no transporta ātruma šis parametrs svārstās no 400 līdz 800 kilometriem).

Kā sola ražotājs, automašīna aptuveni 20 tūkstošus kilometru gadā varēs nobraukt tikai ar saules enerģiju. Šie dati ieinteresēja daudzus auto entuziastus, pateicoties kuriem uzņēmums spēja piesaistīt aptuveni 15 miljonus eiro investīcijās un īsā laika posmā savāca gandrīz simtu iepriekšēju pasūtījumu. Tiesa, šādas automašīnas izmaksas ir 119 tūkstoši eiro.

Tajā pašā gadā japāņu autoražotājs paziņoja par nacionālā hibrīda transportlīdzekļa Prius izmēģinājumiem, kas aprīkoti ar saules baterijām. Kā solīja uzņēmuma pārstāvji, mašīnai būs īpaši plāni paneļi, kurus izmanto astronautikā. Tas ļaus mašīnai būt pēc iespējas neatkarīgākai no kontaktdakšas un kontaktligzdas.

Līdz šim ir zināms, ka saulainā laikā modeli var uzlādēt tikai 56 kilometrus. Turklāt automašīna var vai nu stāvēt stāvvietā, vai arī braukt pa ceļu. Pēc nodaļas vadošā inženiera Satoshi Šizuki domām, modelis drīz netiks izlaists sērijā, jo galvenais šķērslis tam ir nespēja padarīt augstas veiktspējas saules bateriju pieejamu parastam autobraucējam.

Plusi un mīnusi saules automašīnām

Tātad, saules automašīna ir tā pati elektriskā automašīna, tikai tā izmanto papildu enerģijas avotu - saules paneli. Šim transportlīdzeklim, tāpat kā jebkuram elektriskajam transportlīdzeklim, ir šādas priekšrocības:

• Nav emisiju, bet tikai tikai elektroenerģijas izmantošanas gadījumā;
• Ja iekšdedzes dzinēju izmanto tikai kā ģeneratoru, tas pozitīvi ietekmē arī transporta videi draudzīgumu. Barošanas blokam nav pārslodzes, kuru dēļ MTC efektīvi izdeg;
• Var izmantot jebkuru akumulatora ietilpību. Vissvarīgākais ir tas, ka automašīna var viņu aizvest;
• Sarežģītu mehānisku mezglu trūkums nodrošina ilgāku transportlīdzekļa kalpošanas laiku;
• Augsts komforts braukšanas laikā. Darbības laikā spēkstacija nerunā un arī nevibrē;
• Nav nepieciešams meklēt pareizo degvielu motoram;
• Mūsdienu attīstība nodrošina efektīvu enerģijas izmantošanu, kas izdalās visos transporta veidos, bet netiek izmantota parastajās automašīnās.

Neskatoties uz elektrisko transportlīdzekļu trūkumiem, saules transportlīdzekļiem ir šādi trūkumi:

• Saules paneļi ir pārāk dārgi. Budžeta izvēlei ir nepieciešama liela saules gaismas iedarbības zona, un kosmosa kuģos tiek izmantotas kompaktas modifikācijas, un tās ir pārāk dārgas parastajiem automašīnu entuziastiem;
• Saules automašīnas nav tik jaudīgas un ātras kā parastās benzīna vai dīzeļa automašīnas. Lai gan tas ir pluss šāda transporta drošībai - uz ceļiem būtu mazāk tādu pilotu, kuri neuztver nopietni citu dzīvību;
• Šādu transportlīdzekļu apkope nav iespējama, jo pat oficiālajās degvielas uzpildes stacijās nav speciālistu, kas izprastu šādas iekārtas.

Šie ir galvenie iemesli, kāpēc pat darba eksemplāri paliek koncepcijas kategorijā. Acīmredzot visi gaida kādu, kurš apzināti iztērēs milzīgas naudas summas, lai lietas izdotos. Kaut kas līdzīgs notika, kad daudziem uzņēmumiem bija darbojošies elektrisko transportlīdzekļu modeļi. Tomēr, kamēr Elona Muska uzņēmums uzņēmās visu slogu, neviens nevēlējās tērēt savu naudu, bet nolēma iet jau iesisto ceļu.

Šeit ir īss pārskats par vienu šādu transportlīdzekli - Toyota Prius:

Oho! Toyota Prius uz saules baterijām!