Ηλιακό αυτοκίνητο. Απόψεις και προοπτικές

Στην αναζήτηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας, οι εταιρείες αυτοκινήτων επενδύουν σε μεγάλο βαθμό στην καινοτομία. Χάρη σε αυτό, ο κόσμος των αυτοκινήτων έλαβε πραγματικά αποδοτικά ηλεκτρικά οχήματα, καθώς και μονάδες ισχύος με καύσιμο υδρογόνου.

Σχετικά με τους κινητήρες υδρογόνου, έχουμε ήδη μίλησε πρόσφατα... Ας επικεντρωθούμε λίγο περισσότερο στα ηλεκτρικά οχήματα. Στην κλασική έκδοση, αυτό είναι ένα αυτοκίνητο με τεράστια μπαταρία (αν και υπάρχει ήδη μοντέλα supercapacitor), η οποία χρεώνεται από την τροφοδοσία του νοικοκυριού, καθώς και από ένα τερματικό βενζινάδικο

Λαμβάνοντας υπόψη ότι μια φόρτιση, ειδικά σε κρύο καιρό, δεν αρκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι μηχανικοί προσπαθούν να εξοπλίσουν το αυτοκίνητο με πρόσθετα συστήματα για τη συλλογή χρήσιμης ενέργειας, η οποία απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της κίνησης του αυτοκινήτου. Έτσι, το σύστημα ανάκτησης συλλέγει κινητική ενέργεια από το σύστημα πέδησης, και όταν το αυτοκίνητο ακινητοποιείται, το πλαίσιο λειτουργεί ως γεννήτρια.

Ορισμένα μοντέλα είναι εξοπλισμένα με κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο οποίος λειτουργεί μόνο ως γεννήτρια, ανεξάρτητα από το αν το αυτοκίνητο οδηγεί ή όχι. Ένα παράδειγμα τέτοιων οχημάτων είναι το Chevrolet Volt.

Υπάρχει ένα άλλο σύστημα που σας επιτρέπει να λάβετε την απαιτούμενη ενέργεια χωρίς επιβλαβείς εκπομπές. Αυτά είναι ηλιακά πάνελ. Αξίζει να αναγνωριστεί ότι αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό, για παράδειγμα, σε διαστημικά σκάφη, καθώς και για να παρέχει στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής τη δική τους ενέργεια.

Τι μπορείτε να πείτε για τη δυνατότητα χρήσης αυτής της τεχνολογίας σε ηλεκτρικά οχήματα;

Γενικά χαρακτηριστικά

Το ηλιακό πλαίσιο λειτουργεί με την αρχή της μετατροπής της ενέργειας του φωτιστικού μας σε ηλεκτρική ενέργεια. Για να μπορεί το αυτοκίνητο να κινείται οποιαδήποτε στιγμή της ημέρας, η ενέργεια πρέπει να συσσωρεύεται στην μπαταρία. Αυτή η πηγή ισχύος πρέπει επίσης να παρέχει την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια για άλλους καταναλωτές που είναι απαραίτητες για ασφαλή οδήγηση (για παράδειγμα υαλοκαθαριστήρες και προβολείς) και για άνεση (για παράδειγμα, θέρμανση του χώρου επιβατών).

Πολλές εταιρείες στις Ηνωμένες Πολιτείες πρωτοστάτησαν στην τεχνολογία αυτή τη δεκαετία του 1950. Ωστόσο, αυτό το πρακτικό βήμα δεν ήταν επιτυχές. Ο λόγος ήταν η έλλειψη μπαταριών υψηλής χωρητικότητας. Εξαιτίας αυτού, το ηλεκτρικό αυτοκίνητο είχε πολύ μικρό απόθεμα ισχύος, ειδικά στο σκοτάδι. Το έργο αναβλήθηκε για καλύτερες στιγμές.

Στη δεκαετία του '90, ενδιαφέρθηκαν ξανά για την τεχνολογία, καθώς κατέστη δυνατή η δημιουργία μπαταριών με αυξημένη απόδοση. Χάρη σε αυτό, το μοντέλο θα μπορούσε να συλλέξει περισσότερη ενέργεια, η οποία θα μπορούσε στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί ενώ κινείται.

Η ανάπτυξη των ηλεκτρικών μεταφορών καθιστά δυνατή την αποτελεσματικότερη χρήση του φορτίου. Επιπλέον, κάθε εταιρεία αυτοκινήτων έχει συμφέρον να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας μειώνοντας την αντίσταση από το κιβώτιο ταχυτήτων, την επερχόμενη ροή αέρα και άλλους παράγοντες. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε το απόθεμα ισχύος με μία μόνο φόρτιση κατά περισσότερο από ένα χιλιόμετρο. Τώρα αυτό το διάστημα μετριέται κατά αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα.

Επίσης, η ανάπτυξη ελαφριών τροποποιήσεων αμαξώματος και διαφόρων μονάδων έπαιξε καλή βοήθεια σε αυτό. Αυτό μειώνει το βάρος του οχήματος, επηρεάζοντας θετικά την ταχύτητα του οχήματος. Όλες αυτές οι καινοτόμες εξελίξεις χρησιμοποιούνται σε ηλιακά οχήματα.

Οι κινητήρες που είναι εγκατεστημένοι σε τέτοια αυτοκίνητα αξίζουν ιδιαίτερης προσοχής. Αυτά είναι μοντέλα χωρίς ψήκτρες. Τέτοιες τροποποιήσεις χρησιμοποιούν ειδικά σπάνια μαγνητικά στοιχεία που μειώνουν την αντίσταση κύλισης και αυξάνουν επίσης την ισχύ του σταθμού.

Μια άλλη επιλογή που έχει το μέγιστο αποτέλεσμα είναι η χρήση μηχανοκίνητων τροχών. Έτσι, ο σταθμός παραγωγής ενέργειας δεν θα σπαταλήσει ενέργεια για να ξεπεράσει την αντίσταση από διαφορετικά στοιχεία μετάδοσης. Αυτή η λύση θα είναι ιδιαίτερα πρακτική για ένα αυτοκίνητο που διαθέτει υβριδικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής.

Η τελευταία εξέλιξη επιτρέπει τη χρήση ενός σταθμού ηλεκτρικής ενέργειας σε σχεδόν οποιοδήποτε τετράτροχο όχημα. Αυτή η τροποποίηση είναι μια ευέλικτη μπαταρία. Είναι ικανό να παράγει αποτελεσματικά ηλεκτρική ενέργεια και να λαμβάνει πολλές μορφές. Χάρη σε αυτό, το τροφοδοτικό μπορεί να εγκατασταθεί σε διαφορετικά τμήματα του αυτοκινήτου.

Η φόρτιση της μπαταρίας πραγματοποιείται από το πάνελ, το οποίο βρίσκεται κυρίως στην κορυφή του αυτοκινήτου, καθώς η οροφή έχει επίπεδη δομή και σας επιτρέπει να τοποθετείτε τα στοιχεία σε ορθή γωνία με τις ακτίνες του ήλιου.

Ποια είναι τα ηλιακά οχήματα

Σχεδόν κάθε εταιρεία αναπτύσσει αποδοτικά ηλιακά οχήματα. Εδώ είναι μερικά από τα πρωτότυπα έργα αυτοκινήτων που έχουμε ήδη ολοκληρώσει:

• Το γαλλικό ηλεκτρικό αυτοκίνητο με αυτόν τον τύπο πηγής ισχύος είναι το Venturi Eclectic. Η ιδέα αναπτύχθηκε το 2006. Το αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με μονάδα παραγωγής ισχύος 22 ίππων. Η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς είναι 50 km / h, στην οποία η πλεύση είναι πενήντα χιλιόμετρα. Ο κατασκευαστής χρησιμοποιεί μια ανεμογεννήτρια ως πρόσθετη πηγή ενέργειας.
• Η Astrolab Eclectic είναι μια άλλη ανάπτυξη της ίδιας γαλλικής εταιρείας, που τροφοδοτείται από ηλιακή ενέργεια. Η ιδιαιτερότητα του αυτοκινήτου είναι ότι έχει ανοιχτό αμάξωμα και το πλαίσιο βρίσκεται γύρω από την περίμετρο γύρω από τον οδηγό και τον επιβάτη του. Αυτό διατηρεί το κέντρο βάρους όσο το δυνατόν πιο κοντά στο έδαφος. Αυτό το μοντέλο επιταχύνει στα 120 km / h. Η ίδια η μπαταρία έχει μεγάλη χωρητικότητα και βρίσκεται ακριβώς κάτω από το ηλιακό πάνελ. Η ισχύς της εγκατάστασης είναι 16 kW.
• Ολλανδικό ηλιακό αυτοκίνητο για όλη την οικογένεια - Στέλλα. Το μοντέλο αναπτύχθηκε από μια ομάδα μαθητών το 2013. Το αυτοκίνητο έχει φουτουριστικό σχήμα και το αμάξωμα είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο. Η μέγιστη απόσταση που μπορεί να καλύψει ένα αυτοκίνητο είναι περίπου 600 χιλιόμετρα.
• Το 2015, εμφανίστηκε ένα άλλο μοντέλο λειτουργίας - το Immortus, το οποίο δημιουργήθηκε από την EVX Ventures από τη Μελβούρνη της Αυστραλίας. Αυτό το διθέσιο ηλεκτρικό αυτοκίνητο διαθέτει ένα αξιοπρεπές ηλιακό πλαίσιο, η έκταση του οποίου είναι 2286 τετραγωνικά εκατοστά. Όταν ο καιρός είναι καλός, τα οχήματα μπορούν να ταξιδεύουν όλη την ημέρα χωρίς επαναφόρτιση σε οποιαδήποτε απόσταση. Για την παροχή ενέργειας στο ενσωματωμένο δίκτυο, χρησιμοποιείται μια μπαταρία χωρητικότητας μόνο 10 kW / h. Σε μια συννεφιασμένη μέρα, το αυτοκίνητο μπορεί να καλύψει απόσταση 399 χλμ., Ακόμη και τότε με μέγιστη ταχύτητα 59 χλμ / ώρα. Η εταιρεία σχεδιάζει να βάλει το μοντέλο σε σειρά, αλλά περιορισμένη - μόνο περίπου εκατό αντίγραφα. Το κόστος ενός τέτοιου αυτοκινήτου θα είναι περίπου 370 χιλιάδες δολάρια.
• Ένα άλλο αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί αυτόν τον τύπο ενέργειας δείχνει καλά αποτελέσματα, ακόμη και ως σπορ αυτοκίνητο. Το μοντέλο Green GT της Green World GT έχει 400 ίππους και όριο ταχύτητας 275 χιλιόμετρα ανά ώρα.
• Το 2011, πραγματοποιήθηκε διαγωνισμός μεταξύ ηλιακών οχημάτων. Κέρδισε το Tokai Challenger 2, ένα ιαπωνικό ηλεκτρικό όχημα που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια. Το αυτοκίνητο ζυγίζει μόνο 140 κιλά και επιταχύνει στα 160 km / h.

Η κατάσταση σήμερα

Το 2017, η γερμανική εταιρεία Sono Motors παρουσίασε το μοντέλο Sion, το οποίο έχει ήδη μπει στη σειρά. Το κόστος είναι από 29 USD. Αυτό το ηλεκτρικό αυτοκίνητο έλαβε ηλιακούς συλλέκτες σχεδόν σε ολόκληρη την επιφάνεια του σώματος.

Το αυτοκίνητο επιταχύνει στα 100 km / h. σε 9 δευτερόλεπτα και το όριο ταχύτητας είναι 140 χιλιόμετρα / ώρα. Η μπαταρία έχει χωρητικότητα 35 kW / h και αποθεματικό ισχύος 255 χιλιομέτρων. Το ηλιακό πάνελ παρέχει μια μικρή επαναφόρτιση (για μια μέρα στον ήλιο, η μπαταρία θα επαναφορτιστεί μόνο για να καλύψει περίπου 40 χλμ.), Αλλά το αυτοκίνητο δεν μπορεί να οδηγηθεί μόνο από αυτή την ενέργεια.

Το 2019, Ολλανδοί μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο του Αϊντχόβεν ανακοίνωσαν την έναρξη συλλογής προπαραγγελιών για την παραγωγή μιας περιορισμένης έκδοσης Lightyear. Σύμφωνα με τους μηχανικούς, αυτό το μοντέλο ενσωμάτωσε τις παραμέτρους ενός ιδανικού ηλεκτρικού αυτοκινήτου: μια μεγάλη γκάμα με μία φόρτιση και την ικανότητα να συσσωρεύσει αρκετή ενέργεια για ένα μεγάλο ταξίδι.

Μερικά από τα μέλη της ομάδας έχουν εργαστεί για την Tesla και άλλες γνωστές εταιρείες αυτοκινήτων που ασχολούνται σοβαρά με τη δημιουργία αποτελεσματικών ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Χάρη σε αυτήν την εμπειρία, η ομάδα κατάφερε να δημιουργήσει ένα αυτοκίνητο με ένα τεράστιο απόθεμα ισχύος (ανάλογα με την ταχύτητα μεταφοράς, αυτή η παράμετρος κυμαίνεται από 400 έως 800 χιλιόμετρα).

Όπως υπόσχεται ο κατασκευαστής, το αυτοκίνητο θα μπορεί να ταξιδεύει περίπου 20 χιλιάδες χιλιόμετρα ετησίως μόνο με ηλιακή ενέργεια. Αυτά τα δεδομένα προσέλκυσαν το ενδιαφέρον πολλών ενθουσιωδών αυτοκινήτων, χάρη στο οποίο η εταιρεία μπόρεσε να προσελκύσει περίπου 15 εκατομμύρια ευρώ σε επενδύσεις και συγκέντρωσε σχεδόν εκατό προπαραγγελίες σε σύντομο χρονικό διάστημα. Είναι αλήθεια ότι το κόστος ενός τέτοιου αυτοκινήτου είναι 119 χιλιάδες ευρώ.

Την ίδια χρονιά, η ιαπωνική αυτοκινητοβιομηχανία ανακοίνωσε δοκιμές ενός εθνικού υβριδικού οχήματος, του Prius, εξοπλισμένου με ηλιακά κύτταρα. Όπως υποσχέθηκε από τους εκπροσώπους της εταιρείας, το μηχάνημα θα έχει εξαιρετικά λεπτά φύλλα, τα οποία χρησιμοποιούνται στην αστροναυτική. Αυτό θα επιτρέψει στο μηχάνημα να είναι όσο το δυνατόν πιο ανεξάρτητο από το βύσμα και την πρίζα.

Σήμερα είναι γνωστό ότι το μοντέλο μπορεί να φορτιστεί σε ηλιόλουστο καιρό μόνο για 56 χιλιόμετρα. Επιπλέον, το αυτοκίνητο μπορεί να σταθεί στο χώρο στάθμευσης ή να οδηγήσει κατά μήκος του δρόμου. Σύμφωνα με τον κορυφαίο μηχανικό του τμήματος, Satoshi Shizuki, το μοντέλο δεν θα κυκλοφορήσει σύντομα στη σειρά, διότι το κύριο εμπόδιο για αυτό είναι η αδυναμία διάθεσης ενός ηλιακού κυττάρου υψηλής απόδοσης σε έναν συνηθισμένο αυτοκινητιστή.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ηλιακών αυτοκινήτων

Έτσι, ένα ηλιακό αυτοκίνητο είναι το ίδιο ηλεκτρικό αυτοκίνητο, μόνο χρησιμοποιεί μια πρόσθετη πηγή ισχύος - ένα ηλιακό πάνελ. Όπως κάθε ηλεκτρικό όχημα, αυτός ο τύπος οχήματος έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• Καμία εκπομπή, αλλά μόνο στην περίπτωση αποκλειστικής χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας.
• Εάν ο κινητήρας εσωτερικής καύσης χρησιμοποιείται μόνο ως γεννήτρια, αυτό έχει επίσης θετική επίδραση στην φιλική προς το περιβάλλον μεταφορά. Η μονάδα ισχύος δεν αντιμετωπίζει υπερφόρτωση, λόγω της οποίας ο MTC εξαντλείται αποτελεσματικά.
• Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε χωρητικότητα μπαταρίας. Το πιο σημαντικό είναι ότι το αυτοκίνητο μπορεί να την πάρει μακριά.
• Η απουσία σύνθετων μηχανικών μονάδων εξασφαλίζει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του οχήματος.
• Υψηλή άνεση κατά την οδήγηση. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, η μονάδα παραγωγής ενέργειας δεν βουίζει και επίσης δεν δονείται.
• Δεν χρειάζεται να αναζητήσετε κατάλληλο καύσιμο για τον κινητήρα.
• Οι σύγχρονες εξελίξεις διασφαλίζουν την αποτελεσματική χρήση ενέργειας που απελευθερώνεται σε οποιαδήποτε μεταφορά, αλλά δεν χρησιμοποιείται σε συμβατικά αυτοκίνητα.

Σε όλα τα μειονεκτήματα των ηλεκτρικών οχημάτων, τα ηλιακά οχήματα έχουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• Τα ηλιακά πάνελ είναι πολύ ακριβά. Η επιλογή προϋπολογισμού απαιτεί μεγάλη έκταση στο φως του ήλιου και μικρές τροποποιήσεις χρησιμοποιούνται στο διαστημικό σκάφος και είναι πολύ ακριβές για τους συνηθισμένους λάτρεις του αυτοκινήτου.
• Τα ηλιακά αυτοκίνητα δεν είναι τόσο ισχυρά και γρήγορα όσο τα συμβατικά αυτοκίνητα βενζίνης ή ντίζελ. Αν και αυτό είναι ένα πλεονέκτημα για την ασφάλεια αυτών των μεταφορών - θα υπήρχαν λιγότεροι πιλότοι στους δρόμους που δεν παίρνουν στα σοβαρά τη ζωή των άλλων.
• Η συντήρηση τέτοιων οχημάτων δεν είναι δυνατή, καθώς ακόμη και οι επίσημοι σταθμοί συντήρησης δεν διαθέτουν ειδικούς που κατανοούν τέτοιες εγκαταστάσεις.

Αυτοί είναι οι κύριοι λόγοι για τους οποίους ακόμη και τα αντίγραφα εργασίας παραμένουν στην κατηγορία της έννοιας. Προφανώς, όλοι περιμένουν κάποιον που θα ξοδέψει σκόπιμα τεράστια χρηματικά ποσά για να ξεκινήσει. Κάτι παρόμοιο συνέβη όταν πολλές εταιρείες είχαν μοντέλα ηλεκτρικών οχημάτων. Ωστόσο, έως ότου η εταιρεία του Elon Musk ανέλαβε όλο το βάρος, κανείς δεν ήθελε να ξοδέψει τα χρήματά του, αλλά αποφάσισε να ακολουθήσει το ήδη χτυπημένο μονοπάτι.

Ακολουθεί μια γρήγορη επισκόπηση ενός τέτοιου οχήματος, του Toyota Prius:

Ουάου! Το Toyota Prius σε ηλιακούς συλλέκτες!