Войти
США Госсекретарь Джон Керри восхищается автомобилем на солнечных батареях, построенным участниками молодежной программы Tomodachi Initiative в Токио, Япония, 14 апреля 2013 года. A солнечный автомобиль - это электромобиль полностью или частично питаются от прямой солнечной энергии. Обычно фотоэлектрические (PV) элементы, содержащиеся в солнечных панелях, преобразуют энергию солнца непосредственно в электрическую энергию. Термин «солнечный автомобиль» обычно подразумевает, что солнечная энергия используется для питания всей или части двигателя движущей силы транспортного средства. Солнечная энергия может также использоваться для обеспечения питания для связи, управления или других вспомогательных функций.
Солнечные автомобили в настоящее время не продаются как практические повседневные транспортные средства, а в основном представляют собой демонстрационные автомобили и инженерные учения, часто спонсируемые государственными учреждениями. Однако широко распространены транспортные средства с косвенным зарядом от солнечной энергии, и солнечные лодки доступны на коммерческой основе.
Солнечные автомобили зависят от фотоэлементов для преобразования солнечного света в электричество для привода электродвигателей. В отличие от солнечной тепловой энергии, которая преобразует солнечную энергию в тепло, фотоэлементы напрямую преобразуют солнце в электричество. Например, недавно выпущенный Hyundai Solar Car, на крыше которого установлены солнечные батареи. Фотоэлектрические панели автомобиля вырабатывают электричество для зарядки аккумуляторов в автомобиле.
Конструкция автомобиля на солнечных батареях сильно ограничена количеством энергии, потребляемой автомобилем. Солнечные автомобили создаются для гонок на солнечных батареях, а также для общественного пользования Список прототипов автомобилей на солнечных батареях. Даже самые лучшие солнечные элементы могут собирать только ограниченную мощность и энергию на площади поверхности автомобиля. Это ограничивает солнечные автомобили сверхлегкими композитными кузовами для экономии веса. Солнечные автомобили лишены безопасности и удобства обычных транспортных средств. Первый семейный автомобиль на солнечных батареях был построен в 2013 году студентами в Нидерландах. Этот автомобиль способен проехать 550 миль на одной зарядке при солнечном свете. Он весит 850 фунтов и оснащен солнечной батареей мощностью 1,5 кВт. Солнечные автомобили должны быть легкими и эффективными. Транспортные средства за 3000 фунтов или даже 2000 фунтов менее практичны. Стелла Люкс, предшественница Стеллы, побила рекорд дальности полета одного заряда 932 мили. Голландцы пытаются коммерциализировать эту технологию. Во время гонок Stella Lux способна преодолеть 700 миль при дневном свете. На скорости 45 миль в час Stella Lux имеет бесконечный запас хода. Это снова связано с высокой эффективностью, включая коэффициент сопротивления , равный 0,16. Среднестатистической семье, которая никогда не проезжает более 200 миль в день, никогда не потребуется подзарядка от сети. Они включались бы только в том случае, если бы хотели вернуть энергию в сеть. Солнечные автомобили часто оснащены датчиками и / или беспроводной телеметрией, чтобы тщательно контролировать потребление энергии автомобилем, улавливание солнечной энергии и другие параметры. Беспроводная телеметрия обычно предпочтительнее, поскольку она позволяет водителю сосредоточиться на вождении, что может быть опасно в таком небольшом и легком автомобиле. Система солнечного электромобиля была спроектирована и спроектирована как простая в установке (от 2 до 3 часов) интегрированная вспомогательная система с литым низкопрофильным солнечным модулем, дополнительным аккумулятором и проверенной системой контроля заряда.
В качестве альтернативы электромобиль с батарейным питанием может использовать солнечную батарею для подзарядки; массив может быть подключен к общей распределительной электросети.
Солнечные автобусы приводятся в движение за счет солнечной энергии, которая полностью или частично собирается из стационарных установок солнечных панелей. Автобус Tindo - это автобус на 100% солнечной энергии, который работает как бесплатный общественный транспорт в городе Аделаида по инициативе городского совета. Налажены автобусные перевозки, использующие электрические автобусы, частично работающие от солнечных батарей, установленных на крыше автобуса, предназначенные для снижения энергопотребления и продления срока службы аккумуляторной батареи электрического автобуса. в Китае.
Автобусы на солнечных батареях следует отличать от обычных автобусов, в которых электрические функции автобуса, такие как освещение, обогрев или кондиционирование воздуха, но не сама движущая сила, питаются от солнечной энергии. Такие системы получили более широкое распространение, поскольку они позволяют автобусным компаниям соблюдать определенные правила, например, законы о холостом ходе, которые действуют в нескольких штатах США, и могут быть заменены на существующие автомобильные аккумуляторные батареи без изменения обычный двигатель.
Солнечный велосипед в Вольфурте, Форарльберг, Австрия (2020 г.) Первые солнечные «автомобили» были фактически трехколесными или квадрациклами, построенными с использованием велосипедных технологий. Их называли солнечными моторами на первой солнечной гонке, Tour de Sol в Швейцарии в 1985 году. Из 72 участников половина использовала исключительно солнечную энергию, а другая половина использовала гибриды на солнечной энергии и энергии человека. Было построено несколько настоящих солнечных велосипедов с большой солнечной крышей, маленькой задней панелью или прицепом с солнечной панелью. Позже были построены более практичные солнечные велосипеды со складными панелями, которые можно было устанавливать только во время парковки. Даже позже панели оставили дома, питаясь от сети, а велосипеды заряжались от сети. Сегодня доступны высокоразвитые электрические велосипеды, которые потребляют так мало энергии, что купить эквивалентное количество солнечной электроэнергии стоит недорого. «Солнечная энергия» превратилась из реального оборудования в систему косвенного учета. Та же система работает и с электрическими мотоциклами, которые также были впервые разработаны для Tour de Sol.
Venturi Astrolab в 2006 году был первым в мире коммерческим гибридным электромобилем и солнечной батареей. изначально должен был быть выпущен в январе 2008 года.
В мае 2007 года партнерство канадских компаний во главе с Hymotion изменило модель Toyota Prius на использование солнечных элементов для выработки до 240 Вт электроэнергии в помещении. полное солнце. Сообщается, что это позволяет увеличить запас хода до 15 км в солнечный летний день при использовании только электродвигателей.
Изобретатель из Мичигана, США, построил уличный, лицензированный, застрахованный электрический скутер с солнечной зарядкой в 2005 году. У него была максимальная скорость, контролируемая со скоростью чуть более 30 миль в час, и для зарядки использовались складные солнечные панели.
Автомобиль с фотоэлектрическим приводом Nuna 3 Фотоэлектрические модули коммерчески используются в качестве вспомогательных силовых блоков на легковых автомобилях для вентиляции автомобиля, что снижает температура в салоне автомобиля, когда он припаркован на солнце. Такие автомобили, как 2010 Prius, Aptera 2, Audi A8 и Mazda 929, имели солнечный люк. варианты для вентиляционных целей.
Площадь фотоэлектрических модулей, необходимых для питания автомобиля традиционной конструкции, слишком велика для перевозки на борту. Построен прототип автомобиля с прицепом Solar Taxi. Согласно веб-сайту, он способен преодолевать 100 км / день с использованием 6 м стандартных ячеек из кристаллического кремния. Электроэнергия хранится с помощью никелево-солевой батареи. Однако стационарная система, такая как солнечная панель на крыше, может использоваться для зарядки обычных электромобилей.
Также можно использовать солнечные панели для увеличения дальности действия гибридного или электрического автомобиля, как это предусмотрено в Fisker Karma, доступном в качестве опции для Chevy Volt, на капоте и крыше модификаций «Destiny 2000» модели Pontiac Fieros, Free Drive EV и многих других электромобилей, как концептуальных, так и серийных. В мае 2007 года партнерство канадских компаний во главе с Hymotion добавило фотоэлементы к Toyota Prius, чтобы расширить диапазон. SEV требует 20 миль в день от их комбинированного модуля мощностью 215 Вт, установленного на автомобиле. крыша и дополнительная батарея на 3кВт.
9 июня 2008 года президенты Германии и Франции объявили о плане предоставления кредита в размере 6-8 г / км выбросов CO 2 для автомобилей, оснащенных технологиями, «еще не принятыми во внимание. во время стандартного цикла измерения выбросов автомобиля ». Это породило предположения, что фотоэлектрические панели могут широко применяться на автомобилях в ближайшем будущем
Также технически возможно использовать фотоэлектрические технологии (в частности, термофотовольтаические (TPV) технологии) для обеспечивают движущую силу для автомобиля. Топливо используется для нагрева эмиттера. Генерируемое инфракрасное излучение преобразуется в электричество фотоэлектрическим элементом с малой шириной запрещенной зоны (например, GaSb). Был даже построен прототип гибридного автомобиля TPV. «Викинг 29» был первым в мире автомобилем с термофотоэлектрическим приводом (TPV), спроектированным и построенным Институтом исследований транспортных средств (VRI) в Университете Западного Вашингтона. Потребуется повысить эффективность и снизить стоимость, чтобы сделать TPV конкурентоспособным с топливными элементами или двигателями внутреннего сгорания.
Концепция JPods PRT с фотоэлектрическими панелями над направляющими Некоторые концепции личного скоростного транспорта (PRT) включают фотоэлектрические панели.
Железная дорога предлагает вариант с низким сопротивлением качению, который будет полезен при запланированных поездках и остановках. Фотоэлектрические панели были испытаны как APU на итальянском подвижном составе в рамках проекта ЕС. PVTRAIN. Прямое питание в сети постоянного тока позволяет избежать потерь из-за преобразования постоянного тока в переменный. Сети постоянного тока есть только в электротранспорте: железных дорогах, трамваях и троллейбусах. Преобразование постоянного тока из фотоэлектрических панелей в переменный ток сети (AC), по оценкам, привело к потере около 3% электроэнергии.
PVTrain пришел к выводу, что наибольший интерес для фотоэлектрических систем на железнодорожном транспорте проявляется в грузовых вагонах, где они находятся на борту. Электроэнергия позволит использовать новые функции:
Узкоколейная линия Кисмарос - Киралирет недалеко от Будапешта построили железнодорожный вагон на солнечных батареях под названием «Вили». При максимальной скорости 25 км / ч «Вили» приводится в движение двумя двигателями мощностью 7 кВт с рекуперативным торможением и питанием от фотоэлектрических панелей площадью 9,9 м2. Электроэнергия хранится в бортовых аккумуляторах. Помимо бортовых солнечных панелей, есть возможность использовать стационарные (внешние) панели для выработки электроэнергии специально для использования на транспорте.
Несколько пилотных проектов также были построены в рамках Проект «Гелиотрам», например, трамвайные депо в Ганновере, Лейнхаузен и Женеве (Bachet de Pesay). Объект мощностью 150 кВт p в Женеве подавал 600 В постоянного тока непосредственно в электрическую сеть трамвая / троллейбуса, обеспечивая около 1% электроэнергии, потребляемой транспортной сетью Женевы при ее открытии в 1999 году. 16 декабря 2017 года полностью Поезд на солнечной энергии запустили в Новом Южном Уэльсе, Австралия. Поезд питается от бортовых солнечных батарей и бортовых аккумуляторных батарей. Он вмещает 100 пассажиров на расстояние 3 км.
Недавно Имперский колледж Лондона и экологическая благотворительная организация 10:10 объявили о проекте Renewable Traction Power по исследованию использования боковых солнечных панелей для питания поездов. Между тем индийские железные дороги объявили о своем намерении использовать на борту фотоэлектрические системы для работы систем кондиционирования в железнодорожных вагонах. Кроме того, Индийские железные дороги объявили, что к концу мая 2016 года проведут пробный пуск. Они надеются, что в среднем 90 800 литров дизельного топлива на поезд будет экономиться в год, что, в свою очередь, приведет к сокращению выбросов CO на 239 тонн. 2.
PlanetSolar, самая большая в мире лодка на солнечной энергии и первый в истории солнечный электромобиль, совершивший кругосветное плавание (в 2012 году). Лодки на солнечных батареях в основном используются только на реках и каналах, но в 2007 году экспериментальный 14-метровый катамаран Sun21 прошел через Атлантику из Севильи в Майами, а оттуда в Нью-Йорк. Это было первое пересечение Атлантики с питанием только от солнечной энергии.
Крупнейшая судоходная линия Японии Nippon Yusen KK и Nippon Oil Corporation заявили, что солнечные панели, способные генерировать 40 киловатт электроэнергии, будут размещены на верхняя часть 60 213-тонного автовоза, который будет использоваться Toyota Motor Corporation.
В 2010 году Tûranor PlanetSolar, 30 метров в длину, 15,2 метра в ширину представлена яхта-катамаран, работающая от 470 квадратных метров солнечных батарей. На данный момент это самая большая из когда-либо построенных лодок на солнечных батареях. В 2012 году PlanetSolar стал первым в истории солнечным электромобилем, совершившим кругосветное плавание вокруг земного шара.
Были созданы различные демонстрационные системы. Любопытно, что никто еще не воспользовался огромным выигрышем в мощности, который принесет водяное охлаждение.
Низкая удельная мощность нынешних солнечных панелей ограничивает использование судов, работающих на солнечной энергии, однако лодки, которые используют паруса (которые не вырабатывают электричество, в отличие от двигателей внутреннего сгорания), используют энергию батарей для электроприборов (таких как охлаждение, освещение и коммуникации). Здесь солнечные панели стали популярными для подзарядки батарей, поскольку они не создают шума, требуют топлива и часто могут быть легко добавлены к существующему пространству палубы.
The Swiss самолет на солнечной энергии Solar Impulse совершил кругосветное плавание в 2016 году. 
Пингвин-паутинка Солнечные корабли могут относиться к дирижаблям на солнечных батареях или гибридным дирижаблям.
Существует значительный военный интерес к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА); солнечная энергия позволила бы им оставаться в воздухе в течение нескольких месяцев, став гораздо более дешевым средством выполнения некоторых задач, которые сегодня выполняются с помощью спутников. В сентябре 2007 года сообщалось о первом успешном полете за 48 часов на постоянной мощности БПЛА. Вероятно, это будет первое коммерческое использование фотоэлектрических элементов в полете.
Было построено много демонстрационных самолетов на солнечных батареях, некоторые из самых известных AeroVironment.
Канадский стартап Solar Ship Inc разрабатывает гибридные дирижабли на солнечной энергии, которые могут работать только на солнечной энергии. Идея состоит в том, чтобы создать жизнеспособную платформу, которая может путешествовать в любую точку мира, доставляя холодные медикаменты и другие предметы первой необходимости в места в Африке и Северной Канаде, не требуя какого-либо топлива или инфраструктуры. Есть надежда, что технологических разработок в области солнечных батарей и большой площади поверхности, обеспечиваемой гибридным дирижаблем, будет достаточно для создания практического самолета с солнечной батареей. Некоторые ключевые особенности солнечного корабля заключаются в том, что он может летать только на аэродинамическом подъемнике без подъемного газа, а солнечные элементы вместе с большим объемом оболочки позволяют переконфигурировать гибридный дирижабль в мобильное убежище, которое может перезаряжать батареи и другое оборудование..
Hunt GravityPlane (не путать с наземным гравитационным самолетом ) - это планер с гравитационным двигателем, предлагаемый компанией Hunt Aviation в США. Он также имеет крылья с аэродинамическим профилем, улучшающие его аэродинамическое сопротивление и повышающие его эффективность. GravityPlane требует большого размера, чтобы получить достаточно большое отношение объема к весу, чтобы поддерживать эту конструкцию крыла, и ни один пример еще не построен. В отличие от планера с приводом от , GravityPlane не потребляет энергию во время фазы набора высоты. Однако он потребляет энергию в тех точках, где его плавучесть меняет положительные и отрицательные значения. Хант утверждает, что это, тем не менее, может повысить энергоэффективность аппарата, аналогично повышенной энергоэффективности подводных планеров по сравнению с традиционными методами движения. Хант предполагает, что низкое энергопотребление должно позволить кораблю собирать достаточно энергии, чтобы оставаться в воздухе неопределенное время. Традиционным подходом к этому требованию является использование солнечных панелей в летательном аппарате на солнечной энергии. Хант предложил два альтернативных подхода. Один - использовать ветряную турбину и собирать энергию из воздушного потока, создаваемого планирующим движением, другой - это тепловой цикл для извлечения энергии из разницы температур воздуха на разных высотах.
.
PV на Международная космическая станция Солнечная энергия часто используется для питания спутников и космических аппаратов, работающих во внутренней солнечной системе, поскольку она может обеспечивать энергией в течение длительного времени без избыточной массы топлива. Спутник связи содержит несколько радиопередатчиков, которые постоянно работают в течение своего срока службы. Было бы неэкономично эксплуатировать такое транспортное средство (которое может находиться на орбите в течение многих лет) от первичных батарей или топливных элементов, а дозаправка на орбите нецелесообразна. практичный. Однако солнечная энергия обычно не используется для корректировки положения спутника, а срок полезного использования спутника связи будет ограничен запасом топлива на борту станции.
Несколько космических аппаратов, работающих на орбите Марса, использовали солнечную энергию в качестве источника энергии для своей двигательной установки.
Все современные космические корабли с солнечной батареей используют солнечные панели в сочетании с электрическими двигателями, обычно ионными двигателями, поскольку это дает очень высокую скорость истечения, и снижает запас топлива по сравнению с ракетой более чем в десять раз. Поскольку топливо обычно является самой большой массой на многих космических кораблях, это снижает затраты на запуск.
Другие предложения для солнечных космических аппаратов включают солнечное термическое нагрев топлива, обычно водорода или иногда воды. Электродинамический трос может использоваться для изменения ориентации спутника или корректировки его орбиты.
Еще одна концепция солнечного движения в космосе - это легкий парус ; для этого не требуется преобразование света в электрическую энергию, вместо этого оно напрямую зависит от крошечного, но постоянного радиационного давления света.
Возможно, наиболее успешными летательными аппаратами на солнечных батареях были «вездеходы», используемые для исследования поверхностей Луны и Марса. В программе Лунохода 1977 года и в программе Mars Pathfinder 1997 года использовалась солнечная энергия для приведения в движение дистанционно управляемых транспортных средств. Срок службы этих марсоходов намного превышал пределы выносливости, которые были бы наложены, если бы они работали на обычном топливе.
Швейцарский проект под названием «Солартакси» совершил кругосветное плавание. Это первый раз в истории, когда электромобиль (не самодостаточный автомобиль на солнечных батареях) облетел мир, преодолев 50000 км за 18 месяцев и пересек 40 стран. Это достойный дороги электромобиль с прицепом с солнечными батареями и солнечной батареей размером 6 м². В Solartaxi установлены аккумуляторы Zebra, которые обеспечивают дальность действия до 400 км без подзарядки. Автомобиль также может проехать 200 км без прицепа. Его максимальная скорость составляет 90 км / ч. Автомобиль весит 500 кг, а прицеп - 200 кг. По словам инициатора и тур-директора Луи Палмера, в серийном производстве автомобиль может быть произведен за 16000 евро. Solartaxi путешествовала по миру с июля 2007 года по декабрь 2008 года, чтобы показать, что существуют решения, позволяющие остановить глобальное потепление, и побудить людей искать альтернативы ископаемому топливу. Палмер предполагает, что наиболее экономичным местом для установки солнечных панелей для электромобиля является строительство крыш, сравнивая это с тем, чтобы положить деньги в банк в одном месте и снять их в другом.
Луи Палмер стоит в Solartaxi. Солнечная энергия. Электрические транспортные средства добавляют выпуклые солнечные элементы на крышу гибридных электромобилей.
Интересным вариантом электромобиля является тройной гибридный автомобиль - PHEV, у которого также есть солнечные батареи.
Модель 2010 Toyota Prius имеет возможность установки солнечных батарей на крыше. Они приводят в действие систему вентиляции во время стоянки, чтобы обеспечить охлаждение. Существует множество применений фотоэлектрической энергии на транспорте либо в качестве движущей силы, либо в качестве вспомогательных силовых установок, особенно там, где требования к топливу, техническому обслуживанию, выбросам или шуму исключают использование двигателей внутреннего сгорания или топливных элементов. Из-за ограниченной площади, доступной для каждого транспортного средства, скорость или диапазон либо оба ограничиваются при использовании в качестве движущей силы.
ФЭ, используемая для вспомогательной энергии на яхте Существуют ограничения на использование фотоэлементов (ФЭ) для транспортных средств:
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с автомобилями на солнечных батареях. |
 | Викиновости есть новости по теме: |
