слънчев транспорт
Публикувана в Енергийни източници Преглеждания: 5706
електрическа енергия, която впоследствие се използва за захранване на техните електродвигатели.
Въпреки факта, че използването на слънчеви панели като енергийни елементи на превозни средства е доста обещаващо, има група фактори, които влияят негативно на скоростта на развитие и внедряване на слънчеви технологии в глобалната инфраструктура. Докато използването на слънчеви панели осигурява висока ефективност на електрическите превозни средства при ясно, слънчево време, вечер и през нощта, както и в мрачни дни, използването на тези фотоволтаични клетки е напълно непрактично. Въз основа на това в повечето съвременни видове електрически транспорт е по-целесъобразно да се използват слънчеви панели изключително като допълнителни батерии за електрически двигатели, заедно със стандартните батерии.
Докато слънчевата светлина е безплатна за използване, слънчевите панели са доста скъпи за производство. В допълнение, 90 процента от слънчевите панелиизработени от силиций, което прави производството им екологично опасно. Този фактор е една от основните причини за забавянето на бързото развитие на соларните транспортни технологии в света.
Срокът на експлоатация на соларните модули е около 30 години. Производителите на традиционни слънчеви панели обикновено предоставят 10-годишна гаранция за своите продукти. Проблемът с ефективното използване на тези елементи в електрическите превозни средства обаче е, че повечето фотоволтаични панели са проектирани за стационарен монтаж и не могат да издържат на вибрации. Освен това слънчевите панели са доста големи и значително увеличават теглото на конструкцията на автомобила.
Ефективността на повечето слънчеви клетки е 10%, а само на някои - 15%. Следователно слънчевите коли ще могат да се конкурират с бензиновите само след пускането на пазара на по-модерни и по-евтини слънчеви панели с ефективност най-малко 50%.
Принципът на работа на слънчевите клетки, използвани в слънчевите превозни средства, е да произвеждат постоянен ток, когато слънчевата светлина удари техните силициеви пластини. При конструирането на масив от слънчеви клетки се използват десетки такива пластини, тъй като една силициева пластина не е в състояние да произведе значителни токове. Логично е, че общата мощност на слънчевите клетки зависи от общия брой силициеви пластини, използвани в нея, и повърхността, която създават. Производителността на слънчевите панели зависи пряко от интензивността на слънчевата радиация и ъгъла на разположение на слънчевите модули.
Електрическата енергия, генерирана от слънчеви панели, се акумулира през деня в допълнителни батерии, монтирани в автомобила, и впоследствиеизползвани за придвижването му. Използването на фотоволтаични клетки може значително да увеличи обхвата на електрическия транспорт без презареждане на тяговите му батерии от електрическата мрежа.
Видове соларни превозни средства
Соларни коли (електрически превозни средства, задвижвани от слънчева енергия)
Соларните автомобили използват фотоволтаични клетки за преобразуване на слънчевата енергия в електричество, което след това захранва електрически мотор. По правило слънчевите автомобили се движат благодарение на слънчевата светлина през деня, а през нощта използват енергията на стандартните батерии.
Дизайнът на соларните автомобили е различен от традиционния. Почти цялото им външно тяло е покрито със слънчеви панели. Тъй като слънчевите панели са доста обемисти, производителите на тези превозни средства правят всичко възможно да подобрят аеродинамиката и да намалят общата маса на слънчевите превозни средства. Повечето практични модели соларни автомобили са проектирани да превозват един или двама пътници.
Първият модел на соларен автомобил, проектиран от Уилям Кооб, е представен на международното изложение в Чикаго през 1955 г. Създателят на това превозно средство увери всички, че светло бъдеще очаква слънчевите автомобили и скоро всички магистрали в света ще бъдат наситени с тях. Изглеждаше, че Koob ще бъде прав, но по някаква причина всичко не се получи според очакванията. Финансирането за разработването на слънчеви автомобили беше закрито под влиянието на голямата автомобилна компания Ford. И едва през 80-те години, когато световната общност беше наистина разтревожена за състоянието на околната среда, идеята за производство на слънчеви коли се върна отново.
Първият сериен соларен автомобилVenturi Astrolab беше пуснат през 2006 г. Моделът е оборудван с асинхронен електродвигател с мощност 16 kW и въртящ момент 50 Nm, 7 kWh никел-метална хибридна батерия и 600 W панелна соларна батерия.
Както беше обсъдено по-рано, слънчевите панели могат да бъдат съставени от десетки фотоволтаични клетки, способни да преобразуват слънчевата светлина в електричество. Модулите се образуват от отделни фотоклетки, когато се поставят заедно, се образува масив от слънчеви панели. Големи масиви от слънчеви панели са в състояние да произвеждат повече от 2kW електричество.
Поставянето на слънчеви панели в соларни автомобили може да бъде:
- хоризонтална. Това е най-често срещаният тип подреждане на слънчеви панели в соларни превозни средства. По правило те са интегрирани в тези превозни средства под формата на свободен навес.
- вертикален. Такова разположение на масив от фотоволтаични клетки е много по-рядко срещано от хоризонталното. Обикновено поставянето на такъв план е характерно за превозни средства, които освен слънчева енергия използват и вятърна енергия за осигуряване на работата си.
- с регулируем наклон.
- интегриран по цялата външна повърхност на автомобила. При някои видове превозни средства производителите покриват всеки сантиметър от външната конструкция на корпуса с фотоволтаични клетки, като някои фотоволтаични клетки винаги са на слънце, а други на сянка.
- дистанционно
Sunswift IV счупи рекорда за скорост, държан преди това от Sunraycer на General Motors.
Слънчевите автобуси са електрически автобуси, чиито двигатели се захранват предимно от слънчеви панели, монтирани на покрива. соларни автобусни приложенияпанели ви позволява да намалите нивото на потребление на енергия и да удължите жизнения цикъл на техните тягови батерии.
Соларните автобуси нямат нищо общо с конвенционалните автобуси, които използват слънчеви клетки, за да осигурят допълнително захранване за транспортни принадлежности (отопление, климатизация и др.). Такова допълнително оборудване на автобусите е най-често срещаното.
Соларни велосипеди и мотоциклети
Малко хора знаят, че първите превозни средства, оборудвани със слънчеви клетки, са били електрически велосипеди, като повечето от разработките са използвали дизайни на триколки. Слънчевите фотоклетки са монтирани в тези превозни средства под формата на шарнирен, доста голям покрив, малък панел в задната част, багажна част, в ремарке, прикрепено към триколка, или по цялата външна повърхност на рационализиран покрив (последната конфигурация е типична само за затворени модели). Малко по-късно е създаден модел на соларен велосипед с преносим сгъваем слънчев панел, с който е възможно да се зареждат тягови батерии по време на паркиране.
Соларните велосипеди са хибриди на електрически велосипеди, които използват слънчеви панели заедно с традиционните електрически велосипеди. Слънчевите батерии, които преобразуват светлинния поток в електричество, осигуряват презареждане на тяговите батерии както по време на шофиране, така и на паркинги. Подобна слънчева система за зареждане се използва и в соларни мотоциклети.
Първият изцяло соларен велосипед, способен да се движи единствено благодарение на слънчевите лъчи, е разработен през 2006 г. от канадския Питър Сандлър.Изобретението е наречено E-V Sunny Bicycle. В този модел слънчевите панели са интегрирани в колелата. Енергията, генерирана от слънчеви панели, позволи на мотоциклета да ускори до 30 км / ч.
Използването на слънчеви клетки в железопътния, водния транспорт
Редица държави вече практикуват инсталирането на системи от слънчеви масиви по определени електрифицирани железопътни участъци. Захранваните от слънчева енергия тунели осигуряват енергия на влаковете, които минават, дори и при супер скорости. Такива слънчеви инсталации са в състояние да произвеждат хиляди мегаватчаса електроенергия. Подобен слънчев тунел с дължина 3,4 км работи успешно например между Париж и Амстердам.
Самите влакове също са снабдени със слънчеви панели. Ярък пример е локомотивът в Индия, наречен "Кралицата на Хималаите" между гарите Калка и Шимла. Този влак е оборудван със 100 W слънчеви панели, което му позволява да пътува с едно зареждане за около два дни.
Доскоро соларните лодки бяха ограничени до реки и канали, но през 2007 г. соларната лодка Sun 21 направи първото си експериментално пътуване на дълги разстояния. Тя прекоси Атлантическия океан само за 29 дни, благодарение на което влезе в Книгата на рекордите на Гинес за най-бързото трансатлантическо прекосяване в света, само благодарение на слънчева енергия. Соларната лодка беше оборудвана със слънчеви панели, чиято енергия позволяваше да се движи със стабилна скорост от 10-12 км / ч денонощно.
Въздушни превозни средства
Инженери от цял свят работят върху създаването на въздушни превозни средства, оборудвани със слънчеви панели. Към днешна дата, сред слънчевия въздушен транспорт, слънчевата ихибридни дирижабли. Разработването на безпилотни летателни апарати (БЛА) е от особен интерес. Слънчевата енергия може да им позволи да останат във въздуха дори няколко месеца. Такива въздушни превозни средства могат да решават някои задачи, подобни на сателитните.
Слънчева енергия за космически превозни средства
Слънчевата енергия често се използва за захранване на сателити и космически кораби, работещи в слънчевата система, тъй като може да служи като източник на енергия за доста дълъг период от време без излишна горивна маса.
Сателитите имат на борда няколко радиопредавателя, които трябва да работят в постоянен режим. Слънчевата енергия обикновено не се използва за регулиране на позицията на спътника, но се използва за поддържане на процеса на подаване на гориво.
