Використання сонячних батарей для автомобільних акумуляторів

Як все починалося

Перший автомобіль, що працює на сонячній енергії, був представлений світу компанією General Motors в 1955 році. Це була не повноцінна машина, а тихохідна модель розміром 40 см, по всій поверхні якої розташовувалися фотоелементи. Вона демонструвала ідею, принципово новий підхід до автомобілебудування.

1987 рік - в Австралії вперше стартували змагання серед машин, що пересуваються за рахунок енергії Сонця - The Bridgestone World Solar Challenge і з тих пір проводяться регулярно. Останнім часом - кожні два роки. У 2015 році брали участь 43 команди з 23 країн. У 2017 році учасники відсвяткують тридцятиріччя гонок. Під час змагання машини долають 3022 км. Їдуть вони за звичайними автомобільними дорогами, використовуючи тільки сонячну енергію.

Росія, до теперішнього часу, участі в цих змаганнях не брала. Перший в історії нашої країни електромобіль на сонячних батареях розробляє команда з 20 студентів Санкт-Петербурзького політехнічного університету. Уже влітку цього року вони планують доїхати на солнцемобиль з Санкт-Петербурга до Сочі, а в жовтні взяти участь в змаганнях в Австралії. Кузов машини буде виготовлений з арамідних сот і вуглепластика, які раніше використовувалися тільки в космічній промисловості. Завдяки застосуванню цих матеріалів, максимально зменшиться вага машини, що дозволить домогтися високої швидкості. Модель отримала ім`я SOL.

Всі машини, які беруть участь в гонках, створюються спеціально для них і серійно не виробляються.

Чому не випускають серійно?

У 2008 році з`явилися перші комерційні машини на сонячних батареях: компанія Venturi заявила про випуск моделі Astrolab, яку може придбати будь-який бажаючий за 92 000 євро. Розвиває швидкість до 120 км / год, вміщує 2 людини. Без підзарядки здатна подолати 110 км.

У 2016 році німецька компанія Sono Motors анонсувала випуск двох серійних моделей автомашини SION з сонячними панелями. Перша - Extender, може проїхати 250 км без підзарядки. Заявлена ​​вартість - 16 000 євро. Друга - Urban. Вартість -12 000 євро, здатна подолати 120 км без підзарядки. Машина знаходиться в стадії розробки і цікава ще тим, що в системі вентиляції використовується живий лишайник як повітряного фільтра. Випробування показали, що він не вимагає догляду і поливу, самостійно видобуває вологу, необхідну для підтримання життєзабезпечення, з повітря-не схильний до плесені- має високу стійкість до вогню. Тест драйв прототипу запланований на липень 2017 роки (м Мюнхен).

Причини, за якими автомобілі на сонячних батареях поки не набули широкого поширення: висока вартість фотоелементів і низький коефіцієнт корисної дії. Щоб встановити достатню кількість модулів на машині, потрібна велика площа, габарити і вага машини збільшуються, а це позначається на швидкості. Коефіцієнт корисної дії в середньому складає від 18 до 24%, залежно від використовуваних елементів.

Чому ніхто не виключає прориву?

Ціна на сонячні батареї за останні 30 років зменшилася в 135 (!) Разів, а ККД збільшився. Одне з останніх досягнень компанії BOEING - в її дочірній фірмі Spectrolab розроблені осередки з коефіцієнтом корисної дії - 30%. Як тільки вдасться досягти 50%, експлуатація авто на сонячних батареях стане економічно вигідним. Поряд з цим зростає ємність і зменшується вага акумуляторів.

Введено в дію закон, за яким автозаправні станції по всій Росії повинні забезпечувати можливість зарядити електромобілі. Поки в Санкт-Петербурзі тільки 5 таких заправок, а в Москві - 30, але це тільки початок. Поєднання всіх факторів дозволяє фахівцям стверджувати, що вже найближчим часом автомобіль на сонячних батареях стане звичайним явищем в нашому житті.

Сонячна енергія в нашому житті

Процес неминучий, тому що принесе вигоду людству. Перш за все, це екологічна складова: різко зменшиться забруднення навколишнього середовища. При розробці нафтових родовищ, видобутку, переробки і використання нафти і газу, ми завдаємо шкоди природі. Крім того, рано чи пізно їх не стане. Сонячна енергія безкоштовна і нескінченна, потрібно тільки навчитися її зберігати.

Ще 35 років тому про сонячних батареях мало хто чув, а зараз вони стають частиною нашого життя. Фотоелементи використовують в різних областях, наприклад:

• в кінці 2016 року у Франції відкрилася перша в світі автомобільна дорога, 1 км якої вимощений такими панелями. Планують, що вона зможе забезпечити нічне освітлення вулиць в місті;
• в західній частині Японії з 2015 року функціонує найбільша в світі плаваюча електростанція на фотоелементах потужністю 2,3 мВт;
• при виробництві мініатюрних іграшок. Популярністю користується іграшкова машинка на сонячній батареї. Її розмір менше сірникової коробки. Можна купити пурхають метеликів і пташок колібрі, що стрибають жаб, яким не потрібні батарейки.

Як можна використовувати

Сонячні панелі на приватних автомобілях поки не вигідно використовувати в якості єдиного джерела енергії через їх високу собівартість, але як джерело постійної підзарядки акумулятора - це дуже зручно. Особливо, якщо автомобіль стоїть багато днів без руху, використовується при низьких температурах або, навпаки, активно експлуатується не тільки машина, але і безліч гаджетів в ній: медіасистеми, мобільні телефони, холодильник, переносний телевізор - все, що споживає багато енергії. В таких умовах акумулятор доводиться часто заряджати, а це вимагає часу і сил. Кілька років тому на вітчизняному ринку з`явилися зручні пристрої, які вже оцінили автолюбителі. Вони допомагають підтримувати заряд акумулятора на належному рівні. Складаються з панелі з фотоелементами, контролера і, в деяких випадках, инвектор.

У нашій країні поширення набули вироби російської компанії Телеком-СТВ і канадської SunForce. Зустрічаються подібні товари та китайського виробництва, але перш ніж їх купити, почитайте відгуки: в деяких моделях корпус виготовлений з неякісного пластика, який плавиться при високих температурах.

Виробники пропонують кілька видів пристроїв для автомобіля, що відрізняються розмірами. Для підзарядки гаджетів можна розмістити невелику батарею на фотоелементах на приладовій панелі машини. Вона зніме навантаження з акумулятора, але зарядити його не зможе - не вистачить потужності. Щоб підтримувати рівень заряду, достатньо 5 - 6 Вт, а для повної зарядки потрібно понад 30 Вт. Для цієї мети застосовується сонячна батарея на автомобіль розміром 1 кв. ми більше. Найчастіше її встановлюють стаціонарно на дах автомобіля, але є і складаний варіант, який можна зберігати в багажнику і використовувати при необхідності.

Яку модель вибрати?

Своїми руками на даху машини можна встановити, наприклад, вітчизняну панель «ТСМ-15F» розміром 60х27х0,5 см, напругою 1 А і потужністю 15 Вт, або більш потужну (17 Вт і 1,5 А) модель канадського виробництва Sun Force розміром 97х35х4 см. Перший варіант має ККД - 22%, виготовлена ​​в герметичному міцному гнучкому корпусі, її можна складати. Автолюбителі кріплять такі панелі силіконовим герметиком.

Другий вид має жорстку конструкцію і укомплектований контролером, виделкою для прикурювача і клемами для під`єднання до акумулятора. Модель важче, кріпиться на саморізи. Працює в дощ і туман.

Непогана модель Sunsei SE-500 - має розмір 38х36х3 см, потужність 7,5 Вт, напруга 0,6 А. Для повної зарядки акумулятора не годиться, треба купувати кілька виробів. Здатна підтримувати заряд кілька годин. Кріпиться на штатив і має вологонепроникний чохол. У комплекті клеми і вилка для прикурювача.

Якщо ви вирішили модернізувати свій автомобіль, пам`ятаєте, що панель не можна залишати на сонці надовго, без контролю, підключеної до акумулятора, можна його загубити. Щоб цього не сталося, обов`язково використовуйте контролер або перевіряйте рівень заряду вручну.

Використання панелей з фотоелементами як підзарядки акумулятора - відмінна ідея, яка сподобалася багатьом автолюбителям.