Автомобили на солнечных батареях: технологично, но непрактично

Обзор солнцемобилей

Stella

Автомобиль был разработан в 2013 году командой студентов из Технологического университета Эйндховена (Голландия). Он был представлен как авто семейного типа, работающий исключительно за счет солнечного излучения. Суммарная площадь батарей, которые вырабатывают энергию для передвижения транспортного средства – 5,8 кв. м, скорость – до 125 км/час. При полном заряде аккумуляторной батареи машина проедет до 1000 км.

Основной материал корпуса – углеродистое волокно и алюминий, благодаря этому автомобиль получился легким и аэродинамичным. Вес без пассажиров – 375 кг. Транспортное средство оснащено инновационными устройствами, в том числе и необычной навигационной системой. Она следит за изменениями погодных условий и автоматически выбирает тот маршрут движения, по которому получит максимальное количество солнечного света. Фото автомобиля на солнечных батареях вы увидите далее.

Trev

Это транспортное средство было разработано австралийскими учеными в качестве пробного образца. Разработчики уверены в том, что в скором времени автомобиль Trev станет популярным средством передвижения. Изобретение проходит стадию регистрации, когда будут получены все необходимые документы – машины поступят в продажу.

Характеристики авто на солнечных батареях Trev:

масса – 270 кг;
время разгона до 100 км/час – 10 секунд;
масса батареи – 44 кг;
расстояние, которое машина проедет без подзарядки – 150 км;
количество сидений – 2;
бесшумный ход;
есть большое багажное отделение.

Конструкция автомобиля обеспечивает пассажирам комфорт и безопасность. Источником энергии может быть как солнце, так и ветер.

Solar World Gt

Машина на солнечных батареях была создана в 2011 году разработчиками из Бохумского университета (Германия). По внешнему виду она напоминает легковое купе, в котором с комфортом смогут разместиться два человека и багаж. На крыше и бампере электромобиля расположены высокопроизводительные солнечные элементы, а во внутреннем отделении – аккумуляторы для накопления электричества. Скорость, которую способно развивать транспортное средство, – до 100 км/час.

В 2011 году работающая на солнечной энергии машина участвовала в ежегодной гонке World Solar Challenge в Австралии, но не выиграла ее. Зато она стала победителем в номинации «Лучший дизайн». После завершения гонки автомобиль отправился в кругосветное путешествие, за год он преодолел более 30 тыс. км.

Sono Sion

Это первый автомобиль на солнечных батареях, который будет запущен в серийное производство. Разработчики обещают сделать это в 2019 году. Созданием транспортного средства в течение трех лет занималась группа инженеров из Мюнхена.

На кузове электромобиля размещено 330 фотоэлементов. От неблагоприятных условий окружающей среды и механического воздействия они защищены поликарбонатным покрытием. Солнечные батареи способны обеспечить машине запас хода в 30 км. Время заряда встроенных аккумуляторов от солнечных панелей – 8 часов, от розетки – 1 час. Ожидаемая стоимость транспортного средства – 16 тыс. евро, батареи будут продаваться отдельно.

Venturi Astrolab

Гоночный автомобиль на солнечной батарее был разработан французской компанией Venturi, его стоимость составляет 90 тыс. евро. Транспортное средство обладает рядом характеристик, которые делают его подходящим вариантом для повседневной езды:

асинхронный двигатель с воздушным охлаждением;
аккумуляторные батареи 7 кВт/час;
источник питания – фотогальванические элементы мощностью 600 Вт;
автономный ход при полном заряде – 110 км;
скорость – до 100 км/час;
вес устройства – 300 кг;
корпус изготовлен из легких композитных материалов.

Преимущества и недостатки солнцемобилей

Машины на солнечной энергии имеют такие преимущества:

отсутствие вредных выбросов в окружающую среду;
продолжительный срок эксплуатации;
энергия, которая обеспечивает работу транспортного средства, абсолютно бесплатная;
отсутствие необходимости останавливаться на заправочных станциях;
низкие затраты на эксплуатацию.

К недостаткам можно отнести следующее:

низкая скорость движения по сравнению с машинами, работающими на обычном топливе;
высокая стоимость;
отсутствие специализированных ремонтных сетей и автосервисов, что усложняет эксплуатацию солнцемобилей.

Такие автомобили пока не получили широкого распространения среди населения. Это обусловлено высокой ценой и низким КПД по сравнению с обычными транспортными средствами. Но технологии постоянно развиваются, и вполне возможно, что через несколько лет производителям удастся создать мощные и надежные солнцемобили, которые по своим характеристикам ни в чем не будут уступать машинам с бензиновыми двигателями.

Скачки

Солнечные автомобили из Университета Мичигана и Университета Миннесоты направляются на запад к финишу в North American Solar Challenge 2005 года.

Две гонки на солнечных автомобилях — это World Solar Challenge и American Solar Challenge , соревнования в стиле наземных ралли, в которых участвуют различные университетские и корпоративные команды.

World Solar Challenge имеет поле конкурентов из разных стран мира , которые раса , чтобы пересечь австралийский континент , на расстояние 3000 километров (1900 миль). Неуклонно росли скорости машин. Так, например, высокие скорости участников гонки 2005 года привели к тому, что правила для солнечных автомобилей были изменены, начиная с гонки 2007 года, а также 2014 года.

В соревнованиях American Solar Challenge , ранее известных как «North American Solar Challenge» и «Sunrayce USA», участвуют в основном студенческие команды, участвующие в гонках с определенными временными интервалами в Соединенных Штатах и Канаде. Эта гонка также изменила правила последней гонки из-за того, что команды достигли установленных ограничений скорости. Самый последний American Solar Challenge проходил с 6 по 22 июля 2018 года из Омахи, Небраска, в Бенд, Орегон. Конкурс Dell-Winston School Solar Car Challenge — это ежегодная гонка на автомобилях на солнечных батареях для старшеклассников. Событие привлекает команды со всего мира, но в основном из американских средних школ. Впервые гонка была проведена в 1995 году. Каждое мероприятие является конечным продуктом двухлетнего образовательного цикла, начатого Winston Solar Car Team. В нечетные годы гонка представляет собой дорожную трассу, которая начинается у Dell Diamond в Раунд-Роке, штат Техас; окончание курса меняется из года в год. В четные годы гонка представляет собой гонку на треке по автодрому Texas Motor Speedway. Dell спонсирует это мероприятие с 2002 года.

Солнечные элементы расположены на верхнюю часть этого автомобиля производит достаточно энергии , чтобы держать его электрический ход двигателя.

Южной Африки Solar Challenge является два раза в год две недели гонки на солнечных батареях автомобилей по всей длине и ширине в Южной Африке. Команды должны будут построить свои собственные автомобили, разработать свои собственные инженерные системы и мчаться на этих машинах по самой сложной местности, которую когда-либо видели солнечные автомобили. Гонка 2008 года доказала, что это событие может заинтересовать публику и что оно имеет необходимую международную поддержку со стороны FIA. В конце сентября все участники вылетят из Претории и направятся в Кейптаун по трассе N1, затем проедут вдоль побережья в Дурбан, а через 10 дней поднимутся по откосу на обратном пути к финишу в Претории. В 2008 году мероприятие было одобрено Международной федерацией солнечных автомобилей (ISF), Международной автомобильной федерацией (FIA), Всемирным фондом дикой природы (WWF), что сделало его первой гонкой Solar Race, получившей поддержку этих трех организаций.

Есть и другие дистанционные гонки, такие как Suzuka , Phaethon , WGC (WSR / JISFC / WSBR) и World Solar Rally на Тайване . Сузука и WGC — это ежегодная гонка на треке в Японии, а Фаэтон был частью культурной олимпиады в Греции прямо перед Олимпийскими играми 2004 года .

Солнечная батарея как опция

Такие мировые автопроизводители, как Mercedes Benz, BMW, Toyota, в качестве опции устанавливают на крышу солнечные элементы, энергия от которых расходуется на работу навигации и кондиционера. Учитывая высокую цену фотогальванических элементов и сложность при их установке (контроллеры, доработка кузова, т. к. тяжелая крыша играет не на пользу его жесткости), стоимость опции составляет порядка $2,000. Основным «применением» солнечной крыши выступает охлаждение салона автомобиля кондиционером во время длительной стоянки под лучами солнца. Такая машина, конечно, не является солнцемобилем, но идея реализации питания, пусть не всего транспортного средства, а лишь некоторых его элементов от солнца максимально приближает его к таковым.

Несмотря на ограничения, сопутствующие гелиотранспорту, идея создать полноценный солнцемобиль продолжает развиваться. Главный сдерживающий фактор – низкая производительность фотоэлементов, но открытия в этой области появляются постоянно, и как знать, может уже через пару десятков лет бензоколонки будут уже не актуальны…

Мне нравится1Не нравится

Mercedes-Benz

В наши дни на самом деле можно уже купить полуавтономный автомобиль. Таким автомобилем является Мерседес-Бенц S500 с технологией Intelligent Drive. Эта система основана на множестве датчиков и видеокамер, которые отслеживают вокруг автомобиля любые объекты, включая светофоры, и способна брать на себя управление автомашиной без участия водителя. Конечно, это не автономная RS7 способная разгоняться на треке больше чем 200 км/час, но, тем не менее, это удивительный автомобиль способный дать почувствовать водителю автономные технологии будущего.

К примеру, водитель, который управляет автомашиной и едет по шоссе из одного города в другой, может включить эту систему и отпустить руки с рулевого колеса, доверив управление машиной электроники.

Мерседес хочет стать компанией, которая первая в мире станет серийным производителем полностью автономных автомашин. Есть большой шанс что так, и будет, поскольку разработки в этом направлении ведутся Немецкими инженерами уже более 20 лет.

Как сделать своими руками

Умея работать с ручным инструментом, имея знания в электротехнике и механике, а также имея желание и свободное время, можно изготовить своими руками, достаточно сложное механическое транспортное средство, каким является солнечный автомобиль.

Начать необходимо с того, что нужно понять, как устроен подобный автомобиль, и как осуществляется его работа. Работа подобных устройств, отражена на ниже приведенной схеме.

Энергия солнца поглощается и преобразуется в электрическую энергию в солнечном коллекторе (батарее), который устанавливается на корпусе транспортного средства (автомобиля), и накапливается в аккумуляторе.

Посредством установки электронного блока управления, осуществляется контроль за расходом накопленной электрической энергии и зарядом аккумулятора, а также током потребления электрического двигателя, преобразующим электрическую энергию в его вращательное движение, которое в свою очередь, посредством механической передачи, передается на колеса транспортного средства.

Как видно из приведенной схемы, основные электрические элементы и механическую часть конструируемого автомобиля, лучше всего использовать заводского производства. Корпус же, может быть различным, главное условие для него, это прочность конструкции и малый вес.

Габаритные размеры корпуса создаваемого автомобиля зависят от размера механических узлов, а также размера солнечной батареи, которую планируется разместить снаружи.

Мощность солнечной панели должна соответствовать техническим характеристикам электронного блока и аккумуляторов, устанавливаемых на модели, а они, в свою очередь, должны быть увязаны с характеристиками электрического двигателя.

Обзор солнцемобилей

Stella

Trev

Характеристики авто на солнечных батареях Trev:

масса – 270 кг;
время разгона до 100 км/час – 10 секунд;
масса батареи – 44 кг;
расстояние, которое машина проедет без подзарядки – 150 км;
количество сидений – 2;
бесшумный ход;
есть большое багажное отделение.

Solar World Gt

Sono Sion

Venturi Astrolab

асинхронный двигатель с воздушным охлаждением;
аккумуляторные батареи 7 кВт/час;
источник питания – фотогальванические элементы мощностью 600 Вт;
автономный ход при полном заряде – 110 км;
скорость – до 100 км/час;
вес устройства – 300 кг;
корпус изготовлен из легких композитных материалов.

Преимущества и недостатки солнцемобилей

Машины на солнечной энергии имеют такие преимущества:

отсутствие вредных выбросов в окружающую среду;
продолжительный срок эксплуатации;
энергия, которая обеспечивает работу транспортного средства, абсолютно бесплатная;
отсутствие необходимости останавливаться на заправочных станциях;
низкие затраты на эксплуатацию.

К недостаткам можно отнести следующее:

низкая скорость движения по сравнению с машинами, работающими на обычном топливе;
высокая стоимость;
отсутствие специализированных ремонтных сетей и автосервисов, что усложняет эксплуатацию солнцемобилей.

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Как вы знаете, процесс зарядки кислотных аккумуляторов для автомобиля – это не быстрая процедура. Эти АКБ должны заряжаться силой тока, составляющей 0,1 от номинальной ёмкости. При ускоренной зарядке большими значениями силы тока, сокращается срок службы аккумулятора.

Превышение параметров по току в случае с гелиопанелями практически исключено. Выходной ток большинства моделей не превышает 1 ампера. В этом случае вы сможете зарядить автомобильный аккумулятор по всем правилам, но достаточно долго. Поэтому этот метод используется для поддержания АКБ в заряженном состоянии или в целях реанимации, когда нужно немного «взбодрить» аккумулятор, чтобы завести автомобиль. Что касается конкретных параметров гелиопанелей, то для поддержки заряда хватает моделей с мощностью 5─6 Вт. Для полного заряда аккумулятора за более-менее разумное время потребуются модели, мощность которых составляет 30─60 ватт.

Специалисты рекомендуют для автомобиля выбирать модуль солнечных батарей, который в длину составляет 1 метр, номинальной мощностью примерно 15 ватт и напряжением 12 вольт. Крайне рекомендуется приобретать модель с контроллером заряда или приобретать отдельно соответствующее устройство. Контроллер требуется для того, чтобы защитить автомобильный аккумулятор от излишнего заряда или от обратного разряда. При достаточной площади крыши можно разместить несколько гелиопанелей и соединить их в единую цепь для большей мощности. К примеру, площадь крыши автобуса, микроавтобуса вполне может сгодиться для организации такой системы.

Какие марки автомобилей выпустят в ближайшее время автономные машины?

Нажмите для увеличения инфографики

Не одно средство массовой информации уже не раз сообщали нам и о том, когда наступит время серийных автономных автомобилей, которые способны управлять рулевым управлением без участия водителя. Но все прогнозы СМИ и ряда экспертов основываются на слухах, фантастических прогнозах и футуристических исследованиях. На самом деле точной информации о возможном первом появлении автономных автомобилей на рынке, к сожалению пока нет. Но, тем не менее, ряд автомобильных марок официально заявляли не раз о том, что ведут активные разработки автономных моделей, которым все-таки суждено появиться на мировом автомобильном рынке. Сегодня мы предлагаем более подробнее изучить этот вопрос. 1ГАИ.РУ представляет вам анализ перспектив автомобилей с автономным управлением.

Что вы знаете об автономной технологии вложения? Конечно, в первую очередь впервые мир начал обсуждать эту технологию, когда компания Google представила первую в мире автономную машину, которая уже долгие годы тестируется инженерами. Также позднее компания Гугл заявила, что намерена вывести на рынок небольшой компактный автономный автомобиль на основе разработанных технологий.

Далее после Google ряд других марок начали раскрывать информацию о своих собственных разработках в этой области. Недавно напомним, даже компания Apple сообщила о том, что также намерена выйти на рынок автомобилей с автономными технологиями. Наше интернет издание отобрала для вас самые популярные в мире автомобильные бренды и сгруппировала их на четыре части:

1. Ожидается, что компании запустят в производство автономный автомобиль к 2020 году

2. Ожидается запуск серийного производства автономного автомобиля после 2020

3. Марки ведут разработки автономных автомобилей, но никакой официальной даты запуска не сообщается

4. Марки, которые не планируют запускать в производство автономные автомашины

Компании, которые вошли в первую категории нашего анализа-прогноза, официально объявили, что к 2020 году планируют вывести на рынок серийные автомашины с автономными технологиями управления. Напомним, что полностью автономные автомобили таковыми считаются, только если транспортное средство способно полностью передвигаться по дорогам без участия водителя.

В наши дни множество автомашин имеют различные автономные технологии: адаптивный круиз-контроль, автономный ассистенты помощи при парковке, автономные системы аварийного торможения, системы помощи проезда перекрестков и многое другое. Но все автомобили, которые имеют подобные технологии, не могут считаться полностью автономными, поскольку только помогают водителю в определенных ситуациях на дороге, но не обеспечивают полностью автоматическое движение транспортного средства на постоянной основе без контроля водителя.

Стоит также отметить, что наша инфографика, также не учитывает то, что многие автомобили, которые появятся к 2020 году и будут способны самостоятельно управлять рулевым управлением, не смогут эксплуатироваться во многих странах по причине отсутствия сертификации и ряда законов об использовании автономных автомобилей в условиях дорожного движения. Поэтому даже если автономные машины и поступят в продажу, их использование станет возможно в некоторых странах только не ранее 2022, 2023 года.

Компании, которые разрабатывают свои новаторские автономные технологии и готовые начать производить автоматические автомобили к 2020 году:

– Cadillac

– Tesla

–

– Volvo

– Audi

– Mercedes-Benz

– Nissan

Автомобильные марки, которые намерены вывести на рынок автономные машины после 2020 года

Land Rover / Jaguar

Чем замечательны солнечные источники питания

Прежде всего, они отличаются компактностью, прочностью и устойчивостью к влаге. Большую популярность в последнее время приобрели варианты портативного плана — например, такие, как батарея марки S-Freedom. Как правило, повредить солнечные батареи сложно, многие модели перед вводом их в эксплуатацию проходят специальные тесты, которые проверяют возможность их применения в экстремальных условиях.

В условиях яркого солнца одно из таких устройств всегда придет вам на выручку. Кстати, определенные модели позволяют проводить зарядку автоаккумулятора даже в том случае, если он полностью разряжен.

«Пусть всегда будет Солнце…» и хорошее КПД

Помните эту детскую песенку, которую многие частенько напевали, будучи малышами? Она, как нельзя лучше, подходит для нынешней ситуации, касающейся авто оснащенных солнечными панелями. Вышеупомянутые ралли электрокаров, проводятся именно в Австралии, где почти круглый год солнечная погода. Как бы ни было печально, но будем смотреть правде в глаза. При дождливой погоде и пустых аккумуляторах, автомобиль может попросту заглохнуть на шоссе.

Старания инженеров, физиков и механиков всё еще не увенчались значительными успехами. КПД, которое выдают солнечные батареи в авто, так и не перевалило цифру в 15%. При этом, бензиновый двигатель печально известной «шестёрки», с лёгкостью выдаёт 45%. Что ж, всем автолюбителям придётся еще немножко подождать, чтобы получить возможность купить «зелёное» авто с конкурентоспособными характеристиками.

В вариантах подешевле, электромобиль работающий на солнечных батареях, обладает весьма малой мощностью — 1-2 лошадиные силы. И то, это лишь в том случае, если солнечные панели занимают как минимум 2 квадратных метра. Это не слишком влияет на скорость. При хорошем дорожном покрытии и длительном разгоне, некоторые модели автомобилей на солнечной энергии могут достичь отметки в 100 км/час.

Свет в конце туннеля

Как бы там ни было, но благодаря кропотливой работе инженеров-энтузиастов и групп студентов-изобретателей, верящих в светлое будущее «солнечного» автомобиля, использующего солнечную энергию, ежегодно создаётся всё больше функционирующих образцов «экологически чистых» авто. Даже взглянув на австралийское Международное ралли, можно сделать вывод, что светлое будущее без выхлопных газов уже «не за горами».

Отличным примером может послужить французская автомобильная компания Venturi, создавшая прототипы Astrolab и Ecletic. Как стало известно, эти электрокары имеют не только мощные батареи, заряжаемые как от солнечных панелей, так и от розетки, но и ветровые генераторы. Уже в скором времени, должен начаться серийный выпуск этих авто, если конечно, этот гениальный стартап не «потухнет», как и многие предыдущие. Хочешь — не хочешь, а складывается впечатление, что некто просто не хочет давать зелёный свет на массовое внедрение данной технологии. Но давайте отвлечёмся от плохих мыслей и подробнее рассмотрим эти чуда техники.

Автомобиль на солнечных батареях Ecletic способен выдавать скорость 50 км/час на протяжении 50 километров, что уже является отличным показателем для «солнечного» авто. Мощность составляет 22 лошадки, что также немало. Хитрые французы, ориентируясь не только на жителей солнечной Австралии и Африки, оснастили модель разъёмом, благодаря которой, батарея авто может зарядиться через розетку. По предварительным данным, подзарядка автомобиля Ecletic не должна занимать более пяти часов. Что ж, это как нельзя кстати подойдёт для европейцев, привыкших к пасмурной погоде, ветрам и дождям. Инженеры Venturi решили не останавливаться и использовать даже ветер, оснастив электромобиль, имеющий солнечные батареи ветровым генератором, дарящий АКБ автомобиля еще дополнительные 15 километров.

Насколько бы ни был заманчив Ecletic, его с лёгкостью переплюнет другая разработка от французской компании – электрический автомобиль Astrolab. Это авто уже способно проехать добрых 110 километров, а крутящий момент даёт возможность разогнаться на прямых участках до 120 км/час. Остальные же характеристики остаются теми же, что и у Ecletic.

Достоинства и недочеты электромобиля

Как бы ни развивалось это направление разработки транспорта, автомобили на солнечных батареях имеют множество положительных качеств, способных стать приговором транспорту с ДВС:

неограниченный ходовой запас на энергии, накопленной в течение светового дня;
отсутствие сети заправочных станций;
большой рабочий ресурс солнечной панели;
полное отсутствие вредных выбросов;
бесплатность энергии.

Пока же эти преимущества становятся, наоборот, недостатками солнце мобилей, не позволяющими им стать широко распространенным видом транспорта.

Автомобили на солнечных батареях присутствует в программе практически каждого крупного автомобильного концерна. Кроме того, эти же концерны финансируют разработки в этой области небольшими конструкторскими бюро и коллективами учебных заведений. По оценкам специалистов, серийный электромобиль сможет появиться только тогда, когда солнечная батарея достигнет коэффициента полезного действия в 50%. Тогда автомобили на солнечных батареях смогут успешно конкурировать с машинами, движущей силой которых служат двигатели внутреннего сгорания.

Автомобили на солнечных батареях: технологично, но непрактично

Обзор солнцемобилей

Stella

Trev

Solar World Gt

Sono Sion

Venturi Astrolab

Преимущества и недостатки солнцемобилей

Скачки

Солнечная батарея как опция

Mercedes-Benz

Как сделать своими руками

Обзор солнцемобилей

Stella

Trev

Solar World Gt

Sono Sion

Venturi Astrolab

Преимущества и недостатки солнцемобилей

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Какие марки автомобилей выпустят в ближайшее время автономные машины?

Чем замечательны солнечные источники питания

«Пусть всегда будет Солнце…» и хорошее КПД

Свет в конце туннеля

Достоинства и недочеты электромобиля

Похожие записи: