Автомобиль на солнечных батареях: история создания первого прообраза электромобиля. Развитие отрасли в настоящее время и перспективы на будущее
K-car
Последняя работа компании это не примечательный электрокар, хэтчбек, с панелями вместо крыши. Поглощая солнечный свет и преобразовывая в энергию авто испытывалось 30 дней, в день наезжая по 20 км. При этом заполненность аккумулятора к концу дня варьировалась от 60 до 80%. Теоретически K-car мог преодолеть еще 40-80 км.Тест-драйвы проводятся на базе центра автомобильных технологий и исследований Китая.
Китайский K-car работал месяц без подзарядки
Источник: http://zen.yandex.ru/media/elbook/top-5-elektromobilei-na-solnechnyh-batareiah-5d9dac1f3d008800ae25cfde
Принцип действия
Принцип работы автомобиля на солнечных батареях основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую, которая является источником питания электрического двигателя на солнечных батареях, устанавливаемого на автомобиле.
Принцип преобразования энергии солнца в электрическую энергию основан на «p-n проводимости», создаваемой в элементах солнечной батареи, изготавливаемой из двух слоев кремния, с добавлением различных веществ.
Процесс образования электрического тока приведен на ниже приведенной схеме:
- В верхний слой, при его изготовлении, добавляется фосфор, это «n» слой, а в нижний – бор, это «р» слой. На границе слоев образуется «р-n переход», который определяет «р-n проводимость» фотоэлемента, из определенного количества которых, состоит солнечная батарея.
- Под воздействием солнечных лучей, в верхнем слое, образуется дополнительное количество отрицательно заряженных электронов, а в нижнем – положительно заряженных («дырок»). Наличие дополнительного количества разно заряженных частиц создает электрическое поле между слоями, образуется разность потенциалов. В этом случае, при наличии нагрузки между электродами, присоединенными к верхнему и нижнему слоям, в цепи протекает электрический ток, при этом отрицательно заряженные частицы движутся вверх, а положительно заряженные – вниз.
Если в качестве нагрузки подключить электрический двигатель, с установкой дополнительных электронных устройств, обеспечивающих нормальный режим работы в различных режимах эксплуатации и определенного количества аккумуляторов, отвечающих за запас электрической мощности, то подобная схема, может служить приводом для механической передачи, в том числе и для передвижения автомобиля.
Источник: http://alter220.ru/solnce/avtomobil-na-solnechnyh-batareyah.html
Toyota Prius
В этом году Toyota совместно с Sharp провела ряд испытаний. Конечно же это прототип, но самый близкий, на сегодня к серийному выпуску. Для подзарядки батарей будут используются фотоэлектрические панели мощностью до 860 Вт. В результате использования пространства крыши, дверей, капота суммарный КПД достигает 34%. В сравнении у Toyota Prius PHV 180 Вт и 22,5% КПД. Первые тесты привели к 57 км автономного пробега в благоприятную погоду.
Источник: http://zen.yandex.ru/media/elbook/top-5-elektromobilei-na-solnechnyh-batareiah-5d9dac1f3d008800ae25cfde
Автомобиль на солнечных батареях как изобретение ХХ века
История создания автомобилей, работающих на солнечных батареях, начала свое начало в середине ХХ века в США, однако в связи с тем, что технологии того времени не позволяли изготовить мощную солнечную батарею не больших размеров, и выпускаемые аккумуляторы не были энергоемкими, то и развитие этой отрасли автомобилестроения было приостановлено. Лишь в 90-е годы, к этой теме вернулись и работы продолжились.
Увеличение КПД солнечных батарей позволило увеличить количество вырабатываемого ими электричества, а энергоемкие аккумуляторы нового поколения, позволили создавать необходимый запас энергии, при перемещении на дальние расстояния.
Применение новых материалов, при изготовлении кузова, новых систем трансмиссии и типов электродвигателей, также отразились на развитии данного типа автомобилей. Сейчас элементы кузова изготавливаются из прочного и легкого пластика, в трансмиссии используются детали с наименьшим уровнем сопротивления качению, а в качестве двигателей применяют устройства бесколлекторного типа использующие в своей конструкции полюса из редкоземельных магнитных материалов.
Еще одним из изобретений, которое стало использоваться на солнце автомобилях, стали мотор-колеса. В этом случае электрический двигатель расположен на каждом из ведущих колес автомобиля, что позволяет увеличить общий КПД передаточного механизма.
На увеличение мощности устанавливаемой на автомобиль солнечной батареи, повлияло и то, что подобные устройства теперь можно выпускать гибкими, следовательно, размещать на всех элементах кузова, что увеличивает площадь поглощающую солнечную энергию.
Источник: http://alter220.ru/solnce/avtomobil-na-solnechnyh-batareyah.html
Принцип действия, конструкция
Любой автомобиль на солнечных батареях относится к классу электромобилей. Действующий электродвигатель питается от солнечных батарей. Солнце заряжает также и резервные аккумуляторы. Таким образом, для функционирования этой машины используется чистая энергия солнечного излучения, и агрегат не наносит ущерба экосистеме. К слову, от фотопреобразователей питаются также:
- кондиционер;
- радио;
- навигатор.
Внешний вид такого авто с первого взгляда обескураживает. Дело в том, что для обеспеченья электродвигателей достаточным количеством энергии требуются батареи большой площади, поэтому корпус машины плоский и продолговатый. Это необходимость, в связи с которой машина походит на инопланетный корабль. В противном случае авто не могло бы проехать и десяти километров.
Источник: http://ekoenergia.ru/ecotransport/avtomobil-na-solnechnyih-batareyah.html
Популярные модели
Производством моделей автомобилей, использующих в качестве источника энергии солнечную батарею, занимаются все ведущие автомобильные бренды. Наиболее известные из них, это:
- Модель «Ecletic», разработки специалистов компании Venturi (Франция), оснащена силовой установкой, мощностью 22,0 л/с, запасом хода в 50,0 км и может развивать скорость 50,0 км/час.
В качестве резервного источника питания, на автомобиль установлен ветровой генератор, а также предусмотрена возможность подзарядки от электрической сети.
- Модель «Astrolab», также является разработкой французских инженеров и дизайнеров компании Venturi.
Это серийная модель, мощностью 16,0 кВт и запасом хода – 110,0 км. Максимальная скорость, данной модели – 120,0 км/час. Корпус изготовлен из прочного пластика, масса автомобиля – до 300,0 кг.
- Голландские инженеры и дизайнеры из Технологического университета (г. Эйндховен), разработали и создали модель «Stella», являющуюся по сути, семейным автомобилем.
Корпус изготовлен из углерода и алюминия, автомобиль оснащен сенсорным экраном и мощной солнечной батарей, вырабатывающей количество электрической энергии, превышающее требуемое, для обеспечения зарядки энергоемких аккумуляторов. Запас хода составляет 600,0 км.
- Инженеры швейцарской компании Green GT, разработали модель «Solar World GT», мощностью до 400,0 л/сил.
Максимальная скорость данной модели – до 275,0 км/час, а время разгона до 100,0 км/час, составляет 4,0 секунды.
- В России, специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета, успешно занимаются разработкой отечественного солнечного автомобиля.
Кузов выполнен из композитных материалов в форме катамарана, общий вес автомобиля менее 200,0 кг. Ожидается, что скорость автомобиля будет достигать 150,0 км/час.
- Японский кар «Tokai Challenger 2», победил в гонках в 2011 году, ежегодно проводимых в Австралии.
На модели установлены солнечные панели разработки компании Panasonic. Корпус выполнен из углеродистого пластика, его вес составляет 140,0 кг. Максимальная скорость – 160,0 км/час.
Источник: http://alter220.ru/solnce/avtomobil-na-solnechnyh-batareyah.html
Солнечные модели авто
Практически нет ведущей автомобильной компании, которая бы не вела разработки средств передвижения, функционирующих на батареях солнечных.
Среди наиболее известных, разработанный французской фирмой Venturi автомобиль Ecletic.
Источник: http://motocarrello.ru/drugie-jelektromobili/1875-avtomobil-na-solnechnyh-batarejah.html
Средние цены
В связи с тем, что автомобили, работающие на солнечных батареях, являются штучным товаром и не поставлены на поточное производство, то и их стоимость, достаточно высока.
Производители не любят давать информацию о своих разработках, поэтому на выше приведенные модели нет информации о их цене и себестоимости.
Тем не менее, стоимость моделей, уже запущенных в серию, известна, так в соответствии с данными компаний Venturi (Франция), стоимость модели «Astrolab» составляет 92000,00 евро.
Источник: http://alter220.ru/solnce/avtomobil-na-solnechnyh-batareyah.html
Плюсы и минусы
Автомобили, работающие на солнечных батареях, обладают целым рядом преимуществ, перед традиционными двигателями внутреннего сгорания, это:
- Отсутствие вредных выбросов обуславливает экологическую безопасность подобного транспорта.
- Неограниченный запас источника энергии, которым является солнце.
- Нет необходимости в строительстве заправочных станций и станций подзарядки, как в случае с электромобилями.
- Продолжительные сроки эксплуатации.
- Бесплатность энергии, обеспечивающей работу автомобиля.
Недостатки, как не странно, созвучны достоинствам данного типа автомашин, и это не позволяет данным аппаратам более широко войти в повседневную жизнь, это:
- Применение новых технологий и изготовление в штучном производстве, увеличивает стоимость подобных механизмов.
- Запас хода и скорость движения ниже, чем у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
- Отсутствие ремонтных сетей и служб автосервиса, работающего в данном сегменте автотранспорта, усложняют процесс его эксплуатации.
Источник: http://alter220.ru/solnce/avtomobil-na-solnechnyh-batareyah.html
Гонки на солнцемобилях
Появление различных моделей солнечных автомобилей, выпускаемых крупными автопроизводителями и производимые индивидуальными изобретателями, привело к тому, что появился новый вид спорта – брейнспорт или гонки на солнцемобилях.
Данные соревнования проводятся в разных странах, но наиболее известные проходят в Австралии между городами Дарвин и Аделаида. Протяженность участка 3000,0 км.
Участие в подобных соревнованиях позволяет автомобильным компаниям тестировать свои новые технические разработки в экстремальных условиях, что в свою очередь служит развитием солнечного автомобиле строения.
Источник: http://alter220.ru/solnce/avtomobil-na-solnechnyh-batareyah.html
Солнечная панель на крышу автомобиля
Солнечные панели используются не только для соответствующих автомобилей, перемещающихся на солнечной энергии. Они используются и обычными автолюбителями для подзарядки аккумуляторов, питания ноутбуков, мобильных устройств или походной бытовой техники. Широко распространены солнечные батареи для автодома, обеспечивающие энергией все устройства во время стоянки и получающие заряд в светлое время суток. Они могут работать и во время движения, что расширяет возможности и позволяет эффективнее использовать световой день.
Существуют специальные разработки, предназначенные для монтажа на крышу автомобиля. Это гибкие фотоэлектрические панели, повторяющие форму крыши машины и не ухудшающие аэродинамику автомобиля. Исчезает риск срыва панелей от сильного встречного потока или порыва бокового ветра. Существуют и другие разработки, обладающие различными характеристиками и эксплуатационными особенностями.
Источник: http://energo.house/sol/avtomobili-na-solnechnyh-batareyah.html
Минусы
Недостатки не позволяют широко войти описанным автомобилям в повседневную жизнь.
Они созвучны с преимуществами:
- штучное производство и инновационные технологии, сильно увеличивающие цену;
- более низкие, чем у авто с ДВС, скорость и проходимый без подзарядки путь;
- отсутствие автосервисов данного сегмента транспорта.
Тем не менее, новое направление, т.е. создание солнцемобилей способно в недалеком будущем вытеснить автомобили с ДВС с рынка.
К тому же, концерны финансируют работы по развитию солнцемобилей, создающихся небольшими бюро и коллективами.
Важно: Серийное производство солнцемобилей достигнет небывалых размеров, как только КПД панелей достигнет 50%.
Сегодня не составит проблем солнечную батарею емкостную для автомобиля купить даже Интернет.
Видео: Автомобили на солнечной энергии вышли на старт
Источник: http://motocarrello.ru/drugie-jelektromobili/1875-avtomobil-na-solnechnyh-batarejah.html