Автомобиль на солнечных батареях

Пятьдесят лет назад, 31 августа 1955 года, в Чикаго на выставке достижений концерна General Motors впервые был показан прототип транспортного средства на солнечных батареях. Модель автомобильчика длиной чуть более фута с дюжиной селеновых фотоэлементов на крыше и одним миниатюрным электромоторчиком тихонько ползала вокруг павильона. Рядом с ней гордо ходил ее создатель, американский инженер Уильям Кобб. Тогда его исследования финансировались, и он искренне верил, что через пару десятилетий, скажем, по дорогам солнечной Калифорнии будут вовсю колесить бесшумные и экологически чистые солнцемобили. Тем более что КПД солнечных батарей постоянно рос, разрабатывались все более совершенные фотоэлементы. Однако вскоре исследования свернули и про электромобили на энергии нашего светила забыли на три с лишним десятилетия.

Вспомнили про них экологи: в конце 80-х - начале 90-х годов ХХ века ими были построены первые шоу-кары, использующие солнечную энергию. К тому времени КПД фотоэлементов вырос до 15 процентов, и ездили такие машинки довольно шустро, развивая скорость до сотни километров в час. Тут же нашлись энтузиасты этого дела, ведь если появляется возможность на чем-то посоревноваться, гонщики тут же находятся - солнцемобили начали строить по всему миру. А потом в гонку включились университеты, исследовательские центры и автоконцерны, ведь это прекрасная реклама. К тому же на таких авто можно отрабатывать различные высокие технологии, например, испытывать высокоэкономичные электродвигатели, компактные, легкие и емкие аккумуляторы и, наконец, те же самые солнечные батареи. Кстати, в последней сфере недавно произошел настоящий прорыв - исследовательская компания Spectrolab, входящая в состав корпорации Boeing, разработала фотоэлементы, способные преобразовывать в электрический ток 36% солнечной энергии.

Солнцемобили в большинстве своем машины уникальные. В их конструкции используются оригинальные технические решения и новейшие материалы. Отсюда и очень высокая цена. Например, двухместный солнцемобиль "Мечта" обошелся японской автомобильной компании "Хонда" в 2 миллиона долларов. Но деньги были потрачены не напрасно. Трассу трансавстралийского ралли 1996 года протяженностью 3000 км он прошел со средней скоростью почти 90 км/ч , а на прямом скоростном участке достиг 135 км/ч . Рекорд "Мечты" до сих пор никем не побит. Солнцемобиль - это электромобиль, снабженный фото-электрическими преобразователями (сол-нечными батареями) достаточно большой мощности, в которых энергия света преобразуется в электрический ток, питающий тяговый двигатель и заряжающий аккумуляторы.

Конструирование солнцемобилей и испытание их в гонках постепенно оформились в новый технический вид спорта - "брейнспорт". По сути дела - это состязания интеллектов создателей солнцемобилей. На них отрабатываются параметры транспортных средств будущего. Чтобы солнцемобиль с максимальной мощностью солнечных батарей и электромотора всего 1,5-2 кВт мог соперничать с автомобилем, необходимо использовать самые легкие и прочные конструкционные материалы, высокоэффективные системы электропривода, последние достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук.

Специалисты полагают, что солнечный транспорт станет всерьез конкурировать с автомобильным, когда эффективность доступных по цене солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) составит 40-50%. Пока же их КПД всего 10-12%. Чтобы солнцемобили с мощностью солнечных батарей 1,5-2 кВт "догнали" автомобили с двигателями в 100 раз мощнее, необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы, эффективные системы электропривода, достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук.

Конструкции транспортных средств будущего и отрабатываются на ралли солнцемобилей. У солнцемобилей достигнут минимальный для наземных экипажей коэффициент аэродинамического сопротивления (0,1). Опыт концерна "General Motors" при разработке рекордного солнцемобиля " Sunracer " ("Солнечный гонщик") серийное производство которого началось в 1996 г . Его скорость достигает 130 км/ч , до 100 км/ч он разгоняется за 9 с и на обычных свинцово-кислотных аккумуляторах проходит 100 км. Специально для солнцемобилей сконструированы легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов и КПД до 98%, а также эффективные микропроцессорные системы управления. В 1993г на трех солнцемобилях - лидерах трансавстралийских гонок впервые низкооборотные двигатели встроили непосредственно в ступицы ведущих колес.

Идея мотор-колеса, сама по себе не новая, в солнцемобилях позволила отказаться от трансмиссии и довести КПД привода до 96-97%. В 1996 г. в трансавстралийском ралли участвовало уже 12 таких конструкций, а компания "Honda", вдохновленная успехом своей "Мечты", приступила к серийному выпуску электровелосипедов с мотор-колесом. Известные производители шин - "Michelin", "Bridgestone", "Dunlop" - разрабатывают новые материалы и протекторы для покрышек солнцемобилей. Уже созданы шины, которые при хорошем сцеплении с дорогой обладают самым низким коэффициентом сопротивления качению - всего 0,007. Фирма "Michelin" производит подобные энергосберегающие шины и для серийных автомобилей Солнечные батареи небольшой мощности на обычных автомобилях кондиционируют воздух в салонах и подзаряжают пусковые аккумуляторы на стоянках, питают радио- и телеаппаратуру.

Проехать три тысячи километров и не потратить ни грамма бензина, солярки или иного энергоносителя - такое сегодня можно увидеть только на гонках электромобилей, осна-щенных солнечными батареями. Совсем недавно подобное мероприятие - World Solar Challenge - завершилось в Австралии, 22 автомобиля из десяти стран боролись за звание самой быстрой машины, не потребляющей топлива. Победила команда гонщиков Nuon Solar из Голландии: чемпионам соревнований 2001 и 2003 годов удалось достичь рекордной средней скорости 102,75 км/ч - они прошли от Дарвина до Аделаиды за 29 часов 11 минут. Их автомобиль Nuna 3 изготовлен на основе новейших космических технологий и теоретически способен разогнаться до 170 километров в час, используя в качестве топлива только солнечный свет. Но появятся ли такие авто когда-нибудь на дорогах? Скорее всего нет, однако отдельные их элементы уже сегодня внедряются в производство.

На ежегодном автошоу в Детройте некоторые посетители ходили вокруг построенного силами студентов Мичиганского университета автомобиля Momentum (в австралийской гонке он занял третье место), пытаясь с ходу определить, где зад, где перед. При высоте менее метра, с тремя колесами, более похожими на велосипедные - их ширина всего 65 миллиметров, Momentum несет на себе более 3000 солнечных батарей. Мощностью в два киловатта и весом 290 кг вместе с водителем, солнцемобиль способен развивать скорость до 105 км/ч.

Стоит такое чудо техники немало: тот же Momentum обошелся в 1,8 миллиона долларов. Понятно, что подобное транспортное средство никогда не окупится, даже если литр бензина будет стоить сотню долларов. К тому же главная награда на гонках - слава и почет. А можно ли сделать солнцемобиль дешевым? В прошлом году в жаркой Венесуэле государственная автопроизводящая компания Bauxita CVG-Bauxilum обнародовала проект автомобиля на солнечных батареях стоимостью всего в шесть тысяч евро, причем в двух вариантах - легковом и микрогрузовичка. Однако пока что никаких иных новостей на этот счет из Каракаса не приходило.

Однако существует гелиотранспорт, который, весьма вероятно, станет популярным и доступным в самое ближайшее время. Речь идет о маломерных судах, лодках, катерах, катамаранах, яхтах и других водных транспортных средствах, приводимых в движение солнечной энергией. Именно на воде задолго до появления электромобиля было испытано первое транспортное средство с электрическим приводом. В 1833 году лодка с двумя электромоторами и 27 гальваническими батареями поднялась по Неве на несколько километров. Принадлежала она работавшему в Петербурге немецкому инженеру Морицу Якоби. Но из-за низкой энергоемкости батарей эксперименты пришлось прекратить. В начале ХХ века появились маломерные суда с двигателями внутреннего сгорания. Энергоемкость углеводородного топлива была значительно выше той, что могли дать гальванические батареи. Лодки и катера с мощными бензиновыми моторами очень быстро получили самое широкое распространение. А электромоторные суда и их сухопутные "братья" - электромобили – из-за ограниченного ресурса аккумуляторных батарей и сложности их зарядки до недавнего времени оставались исключительной редкостью.

Сегодня суда с бензиновыми моторами есть практически на каждом водоеме. Они отравляют воду и воздух, своим ревом, выхлопными газами, вызывающей эрозию берегов сильной волной нарушают условия жизни обитателей рек, озер и морей. Дело дошло до того, что приходится ограничивать, а кое-где запрещать движение моторных лодок. Так что у электромоторных судов с солнечными батареями появился шанс стать им реальной альтернативой. Экологически чистые "солнечные" суда лучше других подходят для активного отдыха, спорта, рыбалки и туризма. Превратить в "солнечный" транспорт водное судно гораздо проще, чем машину: на палубе катера или лодки намного больше места для размещения солнечных батарей, чем в кузове автомобиля. Есть и другие плюсы. На открытых водоемах фотоэлектрические преобразователи не затеняются ни деревьями, ни домами, ни машинами и поэтому отдают больше энергии. Водному транспорту не приходится преодолевать затяжные подъемы и спуски, стремительно разгоняться и тормозить на светофорах, а значит, им нужно меньше энергии. На всех транспортных средствах с солнечным приводом есть аккумуляторы. Их емкость и вес зависят от назначения судна. На катерах или лодках для воскресных прогулок они могут быть небольшими. Если "солнечной" лодкой пользоваться только по выходным, аккумуляторы можно заряжать в рабочие дни, причем солнечные батареи для зарядки аккумуляторов стоит размещать не на самой лодке, а на стационарной береговой гелиостанции В коротком плавании можно обойтись и без аккумуляторов. Но тогда на случай непогоды нужно иметь на борту резервный движитель: весла, педали или парус. Роль паруса могут играть солнечные панели. Из них получается и навес, который защитит от солнца и дождя. В отличие от ДВС современные лодочные электромоторы практически не требуют ухода. Не нужно держать на судне емкости для топлива и смазочных масел и менять масло в двигателе.

Первое электромоторное судно, приводимое в движение солнечной энергией, построил в 1975 году англичанин Алан Фримен . Его электрокатамаран развивал скорость до 5 км/ч . В наши дни, всего через четверть века, скорость электролодок с солнечными панелями возросла более чем вдвое, и их можно купить в магазинах спорттоваров, например, в Германии, Швейцарии и других странах. Электромоторные суда на солнечных батареях не раз проходили испытания в длительных морских путешествиях. В 1985 году японский яхтсмен Кеничи Хори на "солнечном" катере " Сикрикерк " в одиночку пересек Тихий океан. За 75 суток он преодолел 8700 морских миль. Скорость 3-5 узлов, с которой " Сикрикерк " шел от Гавайских островов до острова Бонин вблизи западного побережья США, была близка к средней скорости 9-метровой крейсерской парусной яхты. У "солнечного" судна есть немало преимуществ перед парусным: плавание на нем гораздо меньше зависит от капризов погоды, удобно и то, что можно пользоваться электрическими средствами связи и бытовыми приборами. Например, на катере Кеничи Хори работали холодильник, СВЧ-печь , телевизор и видеокамера, спутниковая навигационная система, радиолокатор, метеорологические приборы и бортовой компьютер. Путешественник взял с собой в одиночное плавание даже малогабаритную стиральную машину. Энергию для работы этих приборов вырабатывали солнечные панели площадью 9 м 2 и общей мощностью 1100 Вт. Из них 500 Вт использовалось днем для работы гребного винта электродвигателя мощностью 0,33 кВт, 400 Вт - для зарядки аккумуляторной батареи, питающей двигатель ночью, 200 Вт - для бытовых нужд и работы радиостанции. Облегченные солнечные модули жестко крепились на крыше рубки и палубе " Сикрикерка ". Тяжелые аккумуляторы располагались в трюмной части корпуса и служили балластом.

Экологически чистые транспортные средства, как наземные, так и водные, были представлены в международном экотуре "Финляндия-2000". Большой интерес специалистов и зрителей вызывала финская "солнечная" яхта "Сольвейг" с палубой, облицованной ярко-синими фотоэлектрическими модулями. Установленный на ней электромотор мощностью 1,5 кВт позволяет в солнечную погоду развивать скорость до 5 узлов. Шесть аккумуляторов емкостью по 125 А •ч, помещенные внутрь киля, повышают устойчивость судна. В просторной каюте достаточно места для длительного путешествия команды из четырех-пяти человек. Навигационные приборы, СВЧ-печь , холодильник, как и электромотор, получают энергию от солнечных батарей.

Складывающаяся, чтобы свободно проходить под низкими мостами, мачта приспособлена для паруса. В экотуре "Финляндия-2000" участвовала еще одна "солнечная" яхта изобретате ля Йорма Панкала , названная "Атон" (по имени древнеегипетского бога Солнца). Легкое судно, изготовленное из стеклопластика, по форме напоминает маленький авианосец. На его просторной палубе достаточно места для размещения солнечных панелей суммарной мощностью 1200 Вт. На "Атоне" нет мачты, но Й. Панкала намеревается оборудовать судно ветроэлектрогенератором на телескопической стойке и парусом в виде воздушного змея. На мелководье, где нельзя пользоваться гребным винтом, пропеллер реверсивного электрогенератора будет работать как воздушный движитель. В днище яхты есть стеклянный иллюминатор. Его можно открыть и облиться морской водой. Осадка судна всего 25 см , поэтому невысокого бортика вокруг иллюминатора вполне достаточно, чтобы избежать затопления судна Экотур "Финляндия-2000" убедил всех, что "солнечные" лодки, катера и яхты пригодны для плавания даже в такой северной стране, как Финляндия, - летом там солнечных дней не намного меньше чем на юге. Они могут быть совершенно автономными даже в длительном плавании и подходят как для малых рек и озер, так и для открытых морей. Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и системы электропривода, используемые на "солнечных" судах, становятся все более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на небольших "семейных" яхтах можно разместить разнообразное дополнительное оборудование - от биотуалета до малогабаритной сауны. Это особенно привлекает привыкших к благам цивилизации путешественников. "Солнечные" суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия.

Источники: http://www.gigavat.com/ses_solar_car.php

В поисках новых ресурсов топлива, в стремлении заменить автомобили экологически чистыми транспортными средствами специалисты все чаще обращаются к солнцу — неисчерпаемому источнику лучистой энергии. Гелиоэнергетика быстро развивается в самых разных направлениях — от космоса до жилищного строительства и сельского хозяйства. Солнцемобили, которые совсем недавно рассматривали лишь как забавный аттракцион, сегодня пересекают страны и континенты, не уступая в скорости легковому автомобилю. Конструкции лучших из них опираются на авиационную и космическую технику и технологию, последние достижения машиностроения, химии, электротехники и электроники.

Чаще всего такие экипажи можно встретить в Швейцарии, где на них с 1975 года проводят многодневное ралли «Тур де соль» (с 1987 — чемпионат мира). Количество экипажей участников достигает 100, из которых около 40 — зарубежные. Технический регламент соревнований хорошо отражает уровень и возможности машин.

По сути, речь идет о легких электромобилях, которым энергию для подзарядки аккумуляторов дают солнечные батареи, размещенные как на самом электромобиле, так и вне его (передвижные или стационарные гелиоустановки). Они, в свою очередь, непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую благодаря фотоэлектрическому эффекту.

Наиболее перспективными считают электро- (или солнце-)мобиль с зарядкой от небольших гелиостанций мощностью 1,5—10 кВт, размещаемых на крышах зданий, в других подходящих местах. Появились они в США, Германии и других странах. В течение года установка мощностью — 2—2,5 кВт отдает в сеть общего пользования около 3500 кВт-ч электроэнергии, а при размещении в горных районах — значительно больше. Этого достаточно для зарядки аккумуляторов нескольких электромобилей. В ближайшем будущем мощность каждой установки, а их в Швейцарии несколько десятков, предполагают довести до 100 кВт.

Созданием машин занято более 20 швейцарских фирм, но лишь немногие добились ощутимых успехов. Так, с 1986 года фирма «Сан-крафт» продала уже более 30 экземпляров своего двухместного «Салка-солар». Пробег на одной зарядке аккумулятора у него — около 50 километров, максимальная скорость — 50 км/ч, масса — 400 кг, габаритные размеры: длина — 2400 мм, ширина — 1250 мм и высота — 1370 мм. Цена «Салка-солар» — почти 17000 швейцарских франков, за солнечную панель на кузове мощностью 100 кВт — еще 1800.

Близка к нему по параметрам модель «Пингвин» стоимостью 16000 франков, которую выпускает фирма «Фридес Солар». Ее солнечная панель имеет номинальную мощность 80 Вт.

Фирма «Хорлахер» с 1985 года строит одно- и двухместную модификации трехколесного электромобиля с асинхронным двигателем (цена — 16500 франков) с питанием от солнечных батарей.

По условиям «Тур де соль», солнцемобиль считается серийным, если фирма продала не менее 10 машин данной модели и они официально допущены к движению по дорогам общего пользования.

Экспериментальный солнцемобиль «Санрейсер».

Организаторы чемпионата делают все возможное для их популяризации. Регулярно проходят семинары, конференции, а в феврале 1989 года в Берне состоялся первый солнцемобильный салон. Технические требования «солнечного ралли» поощряют участие в нем доступных по цене машин, пригодных для серийного производства, а не уникальных рекордсменов наподобие американского «Санрейсера», который в ноябре 1987 года пересек Австралию с севера на юг, пройдя 3025 километров со средней скоростью 67,4 км/ч, развив на пробном участке 114 км/ч. Его разработка обошлась концерну «Дженерал моторс» в несколько миллионов долларов.

На «Тур де соль» таких скоростей не показывают, но один из основных призов жюри присуждает за солнцемобипь, отличающийся оптимальным сочетанием весовых и энергетических характеристик, надежностью и простотой эксплуатации, безопасностью и современным дизайном.

Всякий солнцемобиль — это устройство, которое преобразует солнечную энергию в механическую (энергию движения ведущих колес). В качестве основных элементов он включает фотоэлектрические преобразователи, аккумуляторную батарею, электродвигатель и трансмиссию.

КПД аккумуляторной батареи, электродвигателя и трансмиссии электромобиля можно принять равным соответственно 80%, 85% и 90%, а КПД электронных преобразователей тока и блоков управления — 97—98 %. Общий КПД такой системы преобразования энергии — около 60 %. При зарядке аккумуляторов энергией, вырабатываемой на обычных электростанциях с КПД преобразования тепла в электричество 30 %, можно считать, что КПД электромобиля и автомобиля с бензиновым двигателем (он около 20 %) приблизительно одинаковы. Значит, с точки зрения энергозатрат эти машины равноценны.

Но широкому использованию электромобилей препятствуют низкая энергоемкость, недостаточная долговечность и высокая стоимость аккумуляторных батарей. Электромобиль может стать перспективным лишь при оборудовании недорогими аккумуляторами, обеспечивающими пробег без перезарядки не менее 120 км.

На пути распространения солнцемобилей есть, кроме проблемы аккумуляторов, не менее серьезное препятствие — высокая стоимость и малая эффективность фотоэлектрических преобразователей. Сейчас наиболее распространенные солнечные элементы имеют КПД 10 % и только единичные — 15 %. При этом общий КПД солнцемобиля как преобразователя энергии падает до 6—9%. Однако тенденции в развитии гелиоэнергетики обнадеживают.

Еще в 70-х годах в США удельная стоимость кремниевых солнечных элементов в расчете на один ватт установленной мощности составляла 50—60 долларов, а за последние 10—12 лет благодаря совершенствованию технологии изготовления снизилась до 5—6 долларов. Задача — снизить стоимость до 50 центов за ватт, чтобы вырабатывать электроэнергию по ценам, конкурентоспособным с другими ее автономными источниками, например дизель-электростанциями.

Только в США интенсивным совершенствованием фотопреобразователей на основе кристаллического и аморфного кремния, кремнийгерманиевых сплавов, арсенида галлия, теллурида кадмия и других материалов заняты десятки исследовательских организаций и промышленных фирм. В Национальной лаборатории Сандия в Альбукерке получены солнечные элементы с КПД, превышающим 30%.

Советские исследователи считают вполне реальным сократить стоимость солнечных батарей в 50—100 раз по сравнению с сегодняшней. Ими теоретически доказана возможность создавать элементы из однородных полупроводниковых материалов с КПД до 44%, а при использовании специальных структур — до 93%.

Рынок фотоэлектрической техники расширяется впечатляющими темпами. Однако специалисты полагают, что солнцемобили смогут всерьез конкурировать с автомобилями лишь после создания долговечных и недорогих солнечных элементов с КПД не ниже 50 %. Вероятно, это будет одно- или двухместный городской экипаж с дневным пробегом, не превышающим 70—80 километров, со скоростью 40—50 км/ч, бесшумный и не загрязняющий воздух.

А в Швейцарии, с которой мы начали рассказ, воспользоваться им можно уже сегодня. В январе 1990 года в Берне открылось первое в Европе бюро проката электромобилей, аккумуляторы которых можно подзаряжать от стационарных «солнцезаправок». В ясную погоду таким экипажам гарантирован запас хода 100 километров. Муниципалитет Берна заявил, что в 1995 году любой пассажир, прибывший в город по железной дороге, сможет арендовать солнцемобиль прямо на вокзале.

Солнцемобиль «ДОКА-гелио». Масса с аккумуляторами — 170 кг, максимальная скорость — 53 км/ч, площадь фотоэлементов — 6 м2, номинальная мощность элементов — 720 Вт, длина — 4500 мм, ширина — 1500 мм, высота — 800 мм.

Наши успехи в использовании солнечной энергии для транспортных средств пока скромны. Весной 1989 года солнцемобиль построил творческий коллектив под руководством А. Кноха, финансируемый Центром НТТМ «ДОКА» в подмосковном Зеленограде. Летом 1989 года его сопнцемобиль демонстрировался на Всесоюзном конкурсе самодельных автомобилей в Набережных Челнах, а затем был отмечен серебряной медалью ВДНХ СССР на Всесоюзной выставке «НТТМ-89».

Источники: http://own.in.ua/view/item/1066

Топливный кризис в мире не за горами. Не так давно озвучивались данные о том, что при сохранении нынешних темпов добычи нефти в России, её хватит на 30 лет. То есть, запасы тают с каждым днём, а потребление растёт. Кроме того, есть и другая проблема. От большого количества автомобилей ежедневно в атмосферу поступает масса выхлопных газов с вредными веществами. Эти проблемы нужно решать. Причём в ближайшее время. Некоторые специалисты видят выход в создании электромобилей, работающих на солнечной энергии. Действительно, это не фантастический рассказ, а реальные разработки. Конечно, до выпуска серийных моделей ещё далеко, но уже есть рабочие образцы, включая гоночные кары.

Впервые фотоэлектрические панели на крыше автомобиля попробовали установить довольно давно. В наше время появились полноценные авто, которые приводятся в движение исключительно от солнечной энергии. И эти автомобили делаются не в единичном экземпляре энтузиастами, а в производственных цехах крупных автомобильных корпораций.

Автомобиль на солнечных батареях

Концерн General Motors ещё в середине прошлого столетия представил модель с электродвигателем, который работает на солнечной энергии. В длину машина была не больше полуметра. Н крыше были закреплены 10 солнечных батарей.

Разработкой автомобиля занимался Уильям Кобб ─ инженер компании GM. Эти исследования были профинансированы автомобильным гигантом в надежде на прорыв. Но тогда исследования свернули из-за низкой рентабельности, а вернулись к ним лишь через несколько десятилетий.

К разработкам авто на солнечной энергии вернулись в девяностые годы прошлого века. В этом время КПД фотоэлементов достиг 15 процентов. Это послужило мощным толчком к освоению энергии солнца. К делу разработки электромобилей подключились многие крупные концерны. Не так давно появлялись сообщения о том, что специалистам из Spektrolab удалось получить солнечные панели с КПД выше 30%. Но серийных образцов с такой эффективностью пока не выпускается.

Солнечные панели на крыше машины

Особенности автомобилей на энергии солнца

Электромобилей с солнечными батареями объединяют в себе все самые последние разработки в области автомобилестроения. Поскольку КПД фотоэлементов небольшой, требуется минимизировать вес машины и потери энергии на трении, а также улучшить аэродинамику. Именно поэтому в таких электромобилях используются последние разработки в сфере трансмиссии, колёс, покрышек. Для изготовления кузова применяются прочные, но лёгкие композитные материалы. Такие концепт-кары в дальнейшем являются донорами технологий для серийных моделей.

К примеру, для электромобилей в своё время были разработаны электромоторы бесколлекторного типа, имеющие малый вес и полюса из редкоземельных металлов. Для того, чтобы избавиться от потерь на трансмиссии, были разработаны колёса-моторы. То есть, электродвигатель устанавливается прямо на каждое колесо. Известные производители покрышек (Dunlop, Michelin) уже работают над созданием специальных покрышек для электромобилей. Коэффициент сопротивления качению у них достигает 0,007. Подобные покрышки позволяют существенно экономить на расходуемой энергии и уже используются на некоторых автомобилях с ДВС.

Вот такой автомобиль из будущего

Серьёзным шагом стала разработка солнечных батарей малой толщины. Такими панелями можно оборудовать любые поверхности кузова авто, что увеличивает площадь поглощения. Попутно при конструировании обычных серийных автомобилей солнечные панели стали устанавливаться в них и вырабатывать электроэнергию для питания климат-контроля, системы мультимедиа во время стоянки. Кроме того, была проведена серьёзная работа по снижению коэффициента аэродинамического сопротивления. В электромобилях он находится на уровне 0,1.

Многие автомобили на солнечной энергии имеют футуристический внешний вид. Это не дизайнерские изыски, а необходимость в дополнительной площади кузова. На неё можно установить больше фотоэлементов и нарастить поглощение солнечной энергии.

О серийном выпуске гелио автомобилей пока говорить преждевременно. Чтобы сделать их массовыми нужно решить ряд трудных задач. Вот основные из них:

• Увеличение КПД фотоэлементов;
• Снижение стоимости солнечных панелей;
• Снижение веса автомобиля.

Плюсы и минусы гелио автомобилей

Итак, подведём итоги по плюсам и минусам автомобилей на солнечной энергии.

Плюсы

• Солнечная энергия бесплатна;
• Не требуется сеть заправочных станций;
• Фотоэлементы имеют большой срок службы (до 30 лет);
• Не выбросов а атмосферу;
• Использование таких авто стимулирует разработку передовых технологий в смежных сферах.

Минусы

• Низкий КПД фотоэлектрических панелей (максимум 12─15%);
• Высокая стоимость солнечных панелей;
• Эффективность выработки электроэнергии зависит от времени суток и погоды;
• Необходимо осуществлять накопление энергии от батарей.

Astrolab

Выпуском этого электромобиля занимаются специалисты компании Venturi. Максимальная скорость, которую развивает авто, составляет 120 километров в час. Пробег до 110 километров. На автомобиле закреплены фотогальванические элементы общей площадью 3,6 квадратных метров. Стоимость этого чуда составляет больше 90 тысяч евро.

Как говорят конструкторы, таких параметров им удалось добиться благодаря усовершенствованному кузову автомобиля. Astrolab подобен гоночным болидам. Внутренняя часть машины выполнена в виде карбонового монокока для защиты водителя и пассажира. Дизайн Astrolab разработал Саша Лакик. Сам он называет этот электромобиль, как крыло на колёсах.

Ecletic

Ecletic является ещё одним гелиомобилем от Venturi. Мощность двигателя этого авто составляет 22 лошадиные силы. Для сравнения, у других авто на солнечных батареях мощность в среднем составляет одну лошадиная сила с двух квадратных метров панелей. Ecletic работает только от энергии солнца.

Конструкторы утверждают, что их творение пробегает на скорости 50 километров в час до пятидесяти километров. И ещё один интересный нюанс Ecletic. Машина может проходить до 15 километров на энергии ветра. Если на улице непогода, то авто заряжается от электрической сети примерно за 5 часов.

Stella

Конструкторы из голландского технического университета Эйндховена называют концепт-кар Stella первым семейным гелиомобилем. В нём могут перемещаться до 4 человек. Салон комфортный и ездить в нём можно с удобством. В «Стелле» также есть довольно объёмный багажник. Кузов автомобиля выполнен из алюминия и углеволокна. Масса всего 380 килограмм при габаритах 4,5 на 1,65 метра.

Солнечные панели установлены на крыше. В системе управления предусмотрен «умный руль» и сенсорная панель. Stella может развивать скорость до 110 километров в час. В тёмное время суток на аккумуляторах автомобиль пробегает до 600 километров.

Solar World GT

Разработкой этого электромобиля занимается швейцарская компания Green GT. Заявленные характеристики у него впечатляющие. Максимальная развиваемая скорость 275 километров в час. Разгон до «сотки» выполняется за 4 секунды. При этом мощность электромотора планируется на уровне 350─400 л. с.

Электромобиль Solar World GT

Скорее всего, автомобиль будет укомплектован большим количеством аккумуляторов для обеспечения такой внушительной мощности.

Говоря об использовании солнечной энергии в автомобилестроении, нельзя не упомянуть о гонках на гелиомобилях в Австралии. Они проводятся по маршруту Дарвин – Аделаида раз в два года. В них принимают участие только автомобили, работающие на солнечной энергии.

Гонки на электромобилях в Австралии, Дарвин – Аделаида

У истоков этих соревнований стоял Ханс Толструп. Электромобили проезжают через всю Австралию по маршруту Дарвин – Аделаида. Требования к участникам следующие:

• Ёмкость аккумуляторных батарей ограничена суммарным значением 5 кВт/ч;
• Передвижение осуществляется в период с 8-00 до 17-00;
• Вес водителя не меньше 80 килограмм. В противном случае к авто подвешивается балласт;
• Команда участников состоит из 2─4 водителей.

Интересна статистика этого соревнования и постепенное улучшение характеристик электромобилей. В 2011 году участие в гонках приняли 37 команд. До финиша дошли только семь. Тогда победили японцы, второе место заняли голландцы, третье – США. Японский кар Tokai Challenger 2 преодолел трассу чуть меньше, чем за 33 часа. Скорость в среднем была около 92 километров в час. Через два года в соревнования победили голландцы на семейном автомобиле Stella, который уже упоминался выше. Их автомобиль разгонялся на трассе до 110 километров в час.

Можно с уверенностью сказать, что электромобили на солнечных батареях постепенно входят в нашу жизнь. О массовом использовании говорить пока рано, поскольку есть ряд проблем, серьёзно сдерживающих развитие. Но через несколько десятков лет гелиомобиль обязательно переедет из разряда «игрушек для миллионера» в продукт, доступный массовому пользователю.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Источники: http://akbinfo.ru/alternativa/solnechnaja-jenergija-v-avtomobilestroenii.html