Обзор автомобилей на солнечных батареях
Дата публикации: 15 апреля 2019
Идея создания автомобилей на солнечных батареях возникла еще в середине прошлого века в США, но в то время отсутствовали технологии, которые позволяли бы это реализовать. Только в начале 90-х годов ученым удалось создать солнечную батарею подходящей мощности, и работы в этом направлении были возобновлены. Сегодня производители активно разрабатывают проекты автомобилей, работающих на энергии солнца. С обзором самых известных машин вы сможете ознакомиться далее.
На чем основан принцип функционирования автомобилей
Транспортные средства оснащаются батареями, которые преобразуют солнечное излучение в электроэнергию. Именно они становятся источником питания для электромотора. Приблизить мощность автомобиля на солнечной энергии к мощности обычной машины возможно, для этого надо подключить к батарее электромотор, вспомогательные электронные устройства и аккумуляторы.
Обзор солнцемобилей
Stella
Автомобиль был разработан в 2013 году командой студентов из Технологического университета Эйндховена (Голландия). Он был представлен как авто семейного типа, работающий исключительно за счет солнечного излучения. Суммарная площадь батарей, которые вырабатывают энергию для передвижения транспортного средства – 5,8 кв. м, скорость – до 125 км/час. При полном заряде аккумуляторной батареи машина проедет до 1000 км.
Основной материал корпуса – углеродистое волокно и алюминий, благодаря этому автомобиль получился легким и аэродинамичным. Вес без пассажиров – 375 кг. Транспортное средство оснащено инновационными устройствами, в том числе и необычной навигационной системой. Она следит за изменениями погодных условий и автоматически выбирает тот маршрут движения, по которому получит максимальное количество солнечного света. Фото автомобиля на солнечных батареях вы увидите далее.
Это транспортное средство было разработано австралийскими учеными в качестве пробного образца. Разработчики уверены в том, что в скором времени автомобиль Trev станет популярным средством передвижения. Изобретение проходит стадию регистрации, когда будут получены все необходимые документы – машины поступят в продажу.
Характеристики авто на солнечных батареях Trev:
Конструкция автомобиля обеспечивает пассажирам комфорт и безопасность. Источником энергии может быть как солнце, так и ветер.
Solar World Gt
Машина на солнечных батареях была создана в 2011 году разработчиками из Бохумского университета (Германия). По внешнему виду она напоминает легковое купе, в котором с комфортом смогут разместиться два человека и багаж. На крыше и бампере электромобиля расположены высокопроизводительные солнечные элементы, а во внутреннем отделении – аккумуляторы для накопления электричества. Скорость, которую способно развивать транспортное средство, – до 100 км/час.
В 2011 году работающая на солнечной энергии машина участвовала в ежегодной гонке World Solar Challenge в Австралии, но не выиграла ее. Зато она стала победителем в номинации «Лучший дизайн». После завершения гонки автомобиль отправился в кругосветное путешествие, за год он преодолел более 30 тыс. км.
Sono Sion
Это первый автомобиль на солнечных батареях, который будет запущен в серийное производство. Разработчики обещают сделать это в 2019 году. Созданием транспортного средства в течение трех лет занималась группа инженеров из Мюнхена.
На кузове электромобиля размещено 330 фотоэлементов. От неблагоприятных условий окружающей среды и механического воздействия они защищены поликарбонатным покрытием. Солнечные батареи способны обеспечить машине запас хода в 30 км. Время заряда встроенных аккумуляторов от солнечных панелей – 8 часов, от розетки – 1 час. Ожидаемая стоимость транспортного средства – 16 тыс. евро, батареи будут продаваться отдельно.
Venturi Astrolab
Гоночный автомобиль на солнечной батарее был разработан французской компанией Venturi, его стоимость составляет 90 тыс. евро. Транспортное средство обладает рядом характеристик, которые делают его подходящим вариантом для повседневной езды:
Преимущества и недостатки солнцемобилей
Машины на солнечной энергии имеют такие преимущества:
К недостаткам можно отнести следующее:
Такие автомобили пока не получили широкого распространения среди населения. Это обусловлено высокой ценой и низким КПД по сравнению с обычными транспортными средствами. Но технологии постоянно развиваются, и вполне возможно, что через несколько лет производителям удастся создать мощные и надежные солнцемобили, которые по своим характеристикам ни в чем не будут уступать машинам с бензиновыми двигателями.
Искала информацию для ребенка к вопросу об экологическом транспорте. Очень вовремя попалась эта статья, даже самой интересно было почитать. Хотелось бы, чтобы такой транспорт поскорее вошел в нашу жизнь в полной мере.
Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.
Американцы показали автомобиль с солнечной зарядкой и запасом хода в 1600 километров
Американская компания Aptera Motors представила электромобиль с солнечными панелями и крайне обтекаемым кузовом с коэффициентом аэродинамического сопротивления 0,13. В идеальных условиях энергии от солнечных панелей достаточно, чтобы проезжать 72 километра в день, не заряжая автомобиль от сети. А максимальный запас хода автомобиля составляет более 1600 километров, утверждает компания. Продажи машины начнутся в 2021 году.
Для автовладельца электромобиль отличается от автомобиля с двигателем внутреннего сгорания прежде всего зарядкой. С одной стороны, она происходит намного медленнее, чем заправка топливом, и хватает ее, как правило, на меньшее расстояние. С другой стороны, если у владельцев традиционных автомобилей есть один способ зарядки — залить топливо в бак на заправке или из канистры, — то у владельцев электромобилей возможностей для зарядки больше: фактически, зарядить машину можно везде, где есть розетка, также небольшой заряд можно получить благодаря рекуперативному торможению.
Также инженеры давно работают над электромобилями, которые можно заряжать при помощи солнечных панелей в самой машине. Прототипы подобных самозаряжающихся машин есть давно (есть даже ежегодное соревнование электромобилей с солнечными панелями), также несколько компаний пытались или пытаются довести эту концепцию до серийного и практичного воплощения, но до сих пор им не удавалось дойти до полной реализации и массового спроса.
Один из таких проектов был Aptera 2, развивавшийся в конце 2000-х и начале 2010-х. Тогда компания показала прототип, но не смогла довести его до массового производства, а теперь представила новую версию, Aptera 3, которая конструктивно похожа на предыдущую, но имеет существенные отличия.
Как и прошлая версия, Aptera 3 — это трехколесный двухместный электромобиль с необычным кузовом, который по компоновке сильно отличается от обычных седанов. Во-первых, колеса вынесены в отдельные корпуса по бокам, а не спрятаны в колесные арки. Во-вторых, сзади кузов сильно поднимается и в нем спрятано третье колесо. Такая конструкция кузова позволила добиться крайне низкого значения коэффициента аэродинамического сопротивления — он составляет 0,13. Для сравнения, у самых обтекаемых серийно производимых автомобилей, таких как Posche Taycan, он составляет 0,22. Мелкосерийные автомобили, такие как GM EV-1 и VW XL1, имели более низкий коэффициент, равный 0,19, а у отдельных прототипов он был даже ниже 0,05, однако на текущий момент классическая компоновка кузова не позволяет добиться таких результатов.
Главная особенность автомобиля — солнечные панели, которые встроены в крышу, капот и даже поверхность над приборной панелью в салоне. В идеальных условиях они за день пополняют аккумулятор примерно на 72 километра пробега. На сайте производителя есть калькулятор и таблица, позволяющие примерно рассчитать эффективность солнечных панелей для своего местоположения. Согласно этим данным, в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах в среднем солнечные панели будут пополнять аккумуляторы на 40 километров в день, а в самые солнечные дни на 58 километров. Стоит отметить, что компания не раскрывает, как именно проводятся расчеты, а кроме того, машина не заряжается во время поездки, поэтому реальные показатели, вероятно, будут ниже.
Запас хода, пополняемый солнечными панелями, в зависимости от местоположения
Солнечные батареи на автомобиль: история, принцип работы, характеристики
Солнечные батареи на автомобиль это самый экологический вид топлива для транспорта, поэтому в последнее время такие батареи медленно, но набирают популярность. Сегодня мы рассматриваем их историю создания, характеристики, достоинства и недостатки.
Принцип работы
Автомобиль на солнечных батареях комплектуется электромотором, источником питания которого выступает гелиосистема, преобразовывающая солнечную энергию в электрическую. Принцип «p-n проходимости» элементов кремниевой солнечной батареи обуславливает образование электрической энергии по определенной схеме:
Вышеописанная схема может использоваться в качестве привода механической передачи автомобиля при условии подключения электрического двигателя и сторонних устройств, отвечающих за функционирование отдельных систем машины, как нагрузки для солнечной батареи.
История создания автомобилей на солнечных батареях
Мотор-колеса стали еще одним изобретением, давшим толчок развитию данной отрасли. Их технология подразумевает размещение на каждом из ведущих колес электрического двигателя, что значительно повышает суммарный КПД передаточного механизма.
Появление гибких солнечных батарей и увеличение площади поглощения энергии сказалось на повышении мощности солнечных батарей для аккумулятора автомобиля.
Средняя стоимость авто
Достоинства
Перед классическими двигателями внутреннего сгорания автомобили на солнечных батареях обладают рядом преимуществ:
Недостатки
Широкое внедрение гелиобатарей в эксплуатацию затруднено следующими минусами:
Самостоятельная установка
Установку солнечных батарей на автомобиль осуществима своими руками при условии наличия необходимого ручного инструмента, знаний в области механики и электромеханики и свободного времени.
Преобразование солнечной энергии в электрическую осуществляется в коллекторе, размещаемом на кузове автомобиля. Аккумулятор накапливает образующуюся энергию.
Уровень заряда АКБ, расход накопленной энергии и потребление тока электромотором регулируются электронным блоком управления, устанавливаемым в автомобиль. Механическая передача приводит в действие колеса транспортного средства посредством преобразования электроэнергии во вращательное движение.
Оптимальное место размещения: крыша машины
Размещение на приборной панели
Складные солнечные батареи могут устанавливаться на приборной панели и храниться в багажном отделении. Корпус элемента должен изготавливаться из прочной пластмассы, устойчивой к высоким температурам. Батареи из ненадежного и дешевого материала могут деформироваться под воздействием прямых солнечных лучей и высоких температур.
Солнечные батареи для зарядки аккумулятора автомобиля подключаются двумя способами:
Перед установкой и подключением необходимо ознакомиться с инструкцией, предлагаемой производителем солнечной батареи. Причиной повреждения гелиосистемы и электрооборудования автомобиля в большинстве случаев является неправильное подключение батареи.
Правила зарядки АКБ
Значение тока при заряде свинцово-кислотных батарей не должно превышать 10-12 % от их емкости, что сказывается на времени подзарядки АКБ. Качественный и надежный аккумулятор емкостью 60 А/час заряжается током, максимальное значение которого составляет 5-6 А. При таких показателях среднее время заряда составляет 10-12 часов. Риск выхода АКБ из строя возрастает в случае сокращения времени заряда или значительного увеличения указанных параметров.
Солнечные панели минимизируют все риски ввиду того, что их максимальная сила тока не превышает 1-2 А. Мощности до 7 Вт батарее хватает для поддержания работоспособности аккумулятора, в то время как для полной его зарядки требуются гелиобатареи мощностью 50-70 Вт. Подобные системы оснащаются контроллерами, регулирующими технические характеристики панелей и сохраняющими работоспособность и целостность АКБ.
Полная зарядка аккумуляторной батареи емкостью 50 А/час осуществляется за 7-9 часов при использовании солнечной панели мощностью 40 Вт и напряжением 20 В.
Обзор моделей
В сети представлен широкий ассортимент фото солнечных батарей на автомобиль, однако при богатом выборе не все панели обладают должным качеством и надежностью. Специалисты предлагают остановиться на трех популярных моделях гелиосистем, обладающих необходимыми характеристиками.
Солнечные батареи Sunsei SE-500
Зарядка аккумуляторной батареи осуществляется как при работающем, так и при выключенном моторе. В комплекте с гелиопанелью поставляется вилка для прикуривателя и клеммы. Судя по отзывам на солнечную батарею для автомобиля, многие потребители устанавливают Sunsei на дизельные лодки, грузовой транспорт и трактора.
Недостатком солнечной панели SE-500 является небольшая мощность, компенсируемая объединением нескольких элементов в единую сеть.
Батарея SunForce
Несмотря на свои габариты, с легкостью устанавливается на крыше легких транспортных средств, лодок, грузовых автомобилей и спецтехники. Дополнительным преимуществом модели является возможность работы в туман и дождь.
Панель TCM-15F
Отзывы
Автовладельцы в отзывах о солнечных батареях на автомобиль отмечают необходимость приобретения полного комплекта оборудования для гелиосистемы, включающего в себя панели, виброустойчивый и прочный корпус с алюминиевой поверхностью, хорошо отводящей тепло, контроллер и аккумулятор. Последний работает только в паре со свинцовыми АКБ и должен обладать номинальной мощностью 12 вольт. Эффективная и бесперебойная работа солнечных батарей возможна только при их перпендикулярном расположении относительно солнечных лучей. В идеале автовладельцы советуют приобретать специальную систему, отслеживающую положение солнца и отыскивающую оптимальный угол положения батареи в автоматическом режиме, однако конструкция такого типа обходится в большую сумму при сборке.
При установке на автомобиль солнечной батареи желательно учитывать характеристики выбранной модели, аккумулятора автомобиля и бортовой сети. Производители гелиопанелей в комплекте поставляют подробную инструкцию по монтажу и эксплуатации продукции с номинальными значениями мощности, емкости и напряжения. Стандартная комплектация также может включать контроллер, клеммы для АКБ и вилку для прикуривателя.
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.