Автомобіль на сонячних батареях міф чи реальність

Автомобіль на сонячних батареях: міф чи реальність

В середині минулого століття на одній з виставок автомобільної техніки компанії General Motors вперше був представлений перший автомобіль на сонячних батареях, рушійною силою якого служив електродвигун, харчуванням якого служила селеновая батарея з живленням від сонця. Довжина його складала всього близько півметра, а трохи більше десяти батарей розташовувалися на даху транспортного засобу.

Конструктором автомобільчика був інженер компанії Вільям Кобб, дослідження якого в той час посилено фінансувалися компанією, обіцяючи великий стрибок у розвитку автомобілів на сонячних батареях. Однак дослідження незабаром були згорнуті, а їх результати забуті майже на тридцять років.

Електромобіль сьогодні: прорив в майбутнє

І тільки на початку дев`яностих років минулого століття, коли коефіцієнт корисної дії сонячної панелі піднявся до 15%, почався бум винаходів сонце мобілів одиночними винахідниками, в який, в наслідок, включилися і великі автоконцерни. Зовсім недавно компанія Spektrolab, що є підрозділом концерну Boeing, розробила панелі з ефективністю близько 36%, що стало справжнім проривом в сфері використання енергії Сонця.

Сьогодні виробництво електромобілів, де застосовується батарея від сонця є зосередженням найостанніших технічних винаходів і знахідок в матеріалознавстві. Адже невисоку ефективність панелей необхідно компенсувати низькими механічними втратами і невеликою вагою самої техніки.

Тому в таких моделях застосовуються найостанніші винаходи в області трансмісій, на них встановлюються шини з найнижчим опором коченню і для їх кузовів використовуються найлегші композитні матеріали високої міцності. Крім того, сонячні електрокари служать концептами для відпрацювання останніх досягнень в автомобілебудуванні.

Так, спеціально для електромобілів розроблені легкі електродвигуни постійного струму бесколлекторного типу з полюсами з рідкоземельних магнітних матеріалів. А на ряді примірників для повного виключення механічних втрат в трансмісії стали встановлювати так звані мотор-колеса, коли електродвигун знаходиться, безпосередньо, в кожному колесі автомобіля. Компанії-виробники автошин, такі як Michelin, Dunlop і ряд інших, зайняті розробкою шин спеціально для електромобілів, коефіцієнт опору коченню яких, в даний час, досяг 0,007. Аналогічні шини високого рівня заощадження енергії, використовуючи напрацювання для електромобілів, розробляються і для звичайних серійних моделей.

Великою підмогою для автомобілебудівників стало винахід батарей від сонця настільки тонких, що ними можна обладнати не тільки дах, а й будь-яку поверхню автомобіля, тим самим збільшивши загальну площу поглинання світлової енергії. Останнім часом при конструюванні енергозабезпечення серійних моделей стали застосовувати сонячні панелі для живлення систем мікроклімату, мультимедійних систем та систем підзарядки автомобільного акумулятора на стоянках. Коефіцієнт аеродинамічного опору електромобілів досяг мінімально можливої ​​величини (0,1).

Новий вид спорту - ралі солнцемобилей

В результаті буму розробок автомобілів на сонячних батареях виник і новий вид спорту брейнспорт, в рамках якого щорічно в Австралії проводяться ралі солнцемобилей з пробігом близько 3000 км між містами Дарвін і Аделаїда. Ці змагання збирають тисячі глядачів, а мільйони спостерігають за ними по телебаченню. Не обділені увагою ці змагання і з боку великих автомобільних концернів, які розуміють, що за цим видом енергії майбутнє.

Результатом більш ніж п`ятдесятирічного прогресу, став ряд конструкцій електромобілів, які живляться від панелей, що перетворюють сонячну енергію в електричну.

Так, в 1996 році на австралійському ралі, автомобіль Мрія компанії Honda пройшов 3010 кілометрів зі швидкістю 90 км / год і максимальною швидкістю 135 км / год.

В цьому ж році компанією GeneralMotors був представлений автомобіль Sunracer, що розганяється до швидкості 100 км / год за 9 секунд і має максимальну швидкість 130 км / год. Він був оснащений передовим, на той момент, електродвигуном з високим ККД і на звичайних свинцевих акумуляторах міг пройти близько 100 кілометрів.

В одному з австралійських змагань третє місце зайняло дітище студентів Мічиганського університету. Автомобіль Momentum показав швидкість 105 км / год, несучи на своєму борту водія і панелі з більше 3000 сонячних батарей. Потужність двигуна склала 2 кВт і вага 290 кілограм разом з водієм. Техніка має три колеса шириною всього 65 міліметрів для зниження опору коченню.

Переможцями австралійського ралі в 2001 і 2003 роках стала команда гонщиків з Голландії на автомобілях Nuna3, які пройшли дистанцію за двадцять дев`ять годин одинадцять хвилин при середній швидкості 102,75 км / год. Теоретичною максимальною швидкістю цього автомобіля є показник в 170 км / год.

Розробки нових проектів

Французька фірма Venturi має два проекти автомобілів на сонячних батареях, практично готових до випуску в серію: Ecletic і Astrolab. Ecletic має дах, розташованої на ній сонячної панелі і електродвигун потужністю 22 л / с, що дозволяє йому проїхати зі швидкістю 50 км / год близько 50 кілометрів. Більш досконалий екземпляр Astrolab здатний подолати 110 кілометрів і на окремих ділянках мати швидкість 120 км / год.

Нещодавно був представлений автомобіль на сонячних батареях, розроблений групою викладачів і студентів Університету Південної Австралії. Розгін до 100 км / год у моделі Trev становить 10 секунд, при максимальній швидкості 150 км / год. Пробіг понад 150 кілометрів йому забезпечує літієва батарея вагою 44 кілограми, підзарядна від сонячної панелі. Машина має 2 місця і досить об`ємний багажник. Техніка важить 270 кілограм, оснащений ефективним електричним приводом з низьким рівнем шуму і конструктивно може експлуатуватися на дорогах загального користування. Сонце мобіль позиціонується розробниками як міський транспорт найближчого майбутнього.

Вартість подібного транспортного засобу перевищує півмільйона доларів, а деякі екземпляри досягають вартості і в 2 мільйони, як Мрія від корпорації Honda. Тому, масовість автомобілів, що використовують панелі, що беруть енергію від сонця, швидше за все, наступить не скоро. А поки такі моделі можуть знайти власника, який володіє відповідним капіталом. Правда, якась компанія-виробник з Венесуели оголосила про швидкий випуск легкових одиниць і малих вантажівок на сонячній тязі вартістю не більше 6000 доларів, але далі обіцянок справа поки що не пішла.

Переваги та недоліки електромобіля

Як би не розвивалося цей напрямок розробки транспорту, автомобілі на сонячних батареях мають безліч позитивних якостей, здатних стати вироком транспорту з ДВС:

• необмежений ходової запас на енергії, накопиченої протягом світлового дня;
• відсутність мережі заправних станцій;
• великий робочий ресурс сонячної панелі;
• повна відсутність шкідливих викидів;
• безкоштовність енергії.

Поки ж ці переваги стають, навпаки, недоліками сонце мобілів, що не дозволяють їм стати широко поширеним видом транспорту.

Автомобілі на сонячних батареях присутній в програмі практично кожного великого автомобільного концерну. Крім того, ці ж концерни фінансують розробки в цій галузі невеликими конструкторськими бюро і колективами навчальних закладів. За оцінками фахівців, серійний електромобіль зможе з`явитися тільки тоді, коли сонячна батарея досягне коефіцієнта корисної дії в 50%. Тоді автомобілі на сонячних батареях зможуть успішно конкурувати з машинами, рушійною силою яких служать двигуни внутрішнього згоряння.