Автомобиль на солнечных батареях как работает

Производители автомобилей на солнечных батареях, особенности, цена

Ухудшающаяся с каждым годом экология нашей планеты и технический прогресс, не стоящий на месте, послужили мощными катализаторами для разработки и выпуска такого экологического транспорта, как автомобиль на солнечных батареях.

Как это работает

Основана работа транспортных средств с солнечными батареями для подзарядки аккумуляторов автомобилей на аккумулировании природной энергии Светила и ее превращении в электричество, питающее электромотор, приводящий в действие автотранспорт.

Суть преобразования в использовании проводимости «p-n», солнечными батареями создаваемой в элементах, образованных двумя кремниевыми слоями, при производстве которых к ним добавляются различные вещества.

Детальнее вникнуть в суть преобразования поможет схема:

В находящийся сверху «n» слой добавляют фосфор в процессе изготовления, в слой «p» (нижний) – бор. Таким образом на границе двух слоев образуется «p-n переход», определяющий для фотоэлементов, составляющих солнечную батарею, проводимость «р-n».

Лучи солнца, воздействуя на первый слой, образуют в отрицательные частицы — свободные электроны, и положительные, так называемые «дырки», в слое нижнем.

Между ними появляется электрическое поле, приводящее к появлению разности потенциалов.

При подключить к двум слоям нагрузки, в цепи появится ток. Частицы со знаком минус стремятся вверх, а со знаком «+» пробиваться книзу.

Если за нагрузку взят электрический мотор и дополнительно установлены электронные устройства, в различных режимах обеспечивающие требуемый рабочий режим, а также подключено определенное число батарей, схема использоваться может как привод, служащий, в том числе, для приведения машины в движение.

Такое средство передвижения будет называться, автомобилем, функционирующим благодаря солнечным батареям. Изобрели его еще в 20 столетии.

Немного истории

Автомобили на солнечных батареях обязаны своим появлением американцам. Но, из-за того, что в то время не было соответствующих технологий, позволяющих собирать компактных размеров солнечные мощные конструкции, массовый выпуск солцемобилей так и не был начат.

Выпускались только низкоэнергоемкие батареи. Поэтому эта отрасль автомобилестроения не нашла развития в то время. Вернулись к автомобилям, использующим солнечную энергию, только в девяностые годы.

К тому моменту была возможность, позволившая поднять КПД автомобилей на солнечных батареях. Выросло и количество вырабатываемого панелями электричества. Батареи нового поколения дали возможность создавать и передавать при перемещении на значительное расстояние требующийся запас энергии.

Также появились новые материалы, используемые для изготовления кузовов автомобилей, современные системы трансмиссии и виды электромоторов. Все это также положительно сказалось на развитии отрасли.

Сегодня в производстве элементов кузова применяют высокопрочный и очень легкий пластик, для трансмиссии — детали, для которых характерно минимальное значение сопротивлению качения, а моторы использовать стали бесколлекторные, содержащие редкоземельные магниты для полюсов.

Инновационным изобретением было и мотор-колесо. Электродвигателем, в этом случае, оснащено каждое ведущее колесо, что и увеличивает для передаточного механизма КПД.

Солнечные батареи, стали производить гибкими. Это не могло не привести к росту мощности, поскольку появилась возможность их крепить на любые части кузова, тем самым больше стала площадь, способная аккумулировать энергию.

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.

Характеристики

Резервным источником питания модели является генератор ветра, установленный на крыше. Но предусмотрел разработчик и вторую возможность — пополнения энергией от бытовой электросети.

Другим проектом французских инженеров Venturi является модель «Astrolab».

Параметры

Запас хода у серийной модели выше почти вдвое, в сравнении с предыдущей. Мощность составляет 16 кВт, скорость ограничена отметкой 120 км/час.

Рекомендуем:

За счет использования пластика для изготовления корпуса, вес у модели всего 300 килограмм. У нее солнечная батарея установлена на крыше автомобиля.

Футуристично выглядит голландское детище под названием «Stella», разработали которое сотрудники Университета г. Эйндхоен. Это семейный автомобиль, оснащенный высокомощной батареей солнечной и имеющий сенсорный экран. Его корпус имеет много алюминиевых деталей изготовленных из углерода.

Энергии, которую вырабатывает авто, использующее солнечные батареи, даже больше, чем необходимо для подзарядки аккумуляторов, емкость которых немаленькая, поэтому запас хода достигает 600 км.

Специалисты компании Green GT(Швейцария) тоже внесли свой вклад в развитие автоотрасли, а конкретно в автомобили с солнечными батареями.

Они создали автомобиль «Solar World GT», у которого мощность достигает 400 л.с.

Двигатель и емкостная батарея позволяют разгоняться до 275 км/ч, ускоряясь до сотни всего з 4 секунды.

Успешно развивают отечественные солнечные авто и в России, точнее – в Санкт-Петербурге.

Для кузова автомобиля на солнечных батареях используется легкий композит, за счет чего вес равен всего 200 килограмма. Форма напоминает катамаран. Ожидаемая скорость — 150 км/ч.

И, конечно, не могло обойтись без Японии, которая создала автоомбиль, победивший в 2011 году на австралийских ежегодных гонках. Его назвали «Tokai Challenger 2», а удивляет он многим:

Стоимость

Поскольку солнечные автомобили пока остаются товаром штучным, то стоимость их низкой назвать нельзя. Пока автомобили не поставлены на поток, об их характеристиках известно немного. Создатели автомобилей не спешат раскрывать секреты.

О тех же моделях, которые уже запущены в серию, данных побольше. Так, известна цена на французский Astrolab», которая составляет примерно 92 тысячи евро.

Плюсы

Неоспоримыми плюсами солнечных автомобилей считают:

Минусы

Недостатки не позволяют широко войти описанным автомобилям в повседневную жизнь.

Они созвучны с преимуществами:

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

Автор и редактор обзоров по гаджетам и новой техники. Ведет работы по написанию свежих рейтингов к публикациям, проверки достоверности и актуальности информации уже опубликованных статей. Отвечает на вопросы в комментариях, пишет на авто темы.

Источник

Солнечные батареи на автомобиль: история, принцип работы, характеристики

Солнечные батареи на автомобиль это самый экологический вид топлива для транспорта, поэтому в последнее время такие батареи медленно, но набирают популярность. Сегодня мы рассматриваем их историю создания, характеристики, достоинства и недостатки.

Принцип работы

Автомобиль на солнечных батареях комплектуется электромотором, источником питания которого выступает гелиосистема, преобразовывающая солнечную энергию в электрическую. Принцип «p-n проходимости» элементов кремниевой солнечной батареи обуславливает образование электрической энергии по определенной схеме:

Вышеописанная схема может использоваться в качестве привода механической передачи автомобиля при условии подключения электрического двигателя и сторонних устройств, отвечающих за функционирование отдельных систем машины, как нагрузки для солнечной батареи.

История создания автомобилей на солнечных батареях

Мотор-колеса стали еще одним изобретением, давшим толчок развитию данной отрасли. Их технология подразумевает размещение на каждом из ведущих колес электрического двигателя, что значительно повышает суммарный КПД передаточного механизма.

Появление гибких солнечных батарей и увеличение площади поглощения энергии сказалось на повышении мощности солнечных батарей для аккумулятора автомобиля.

Средняя стоимость авто

Достоинства

Перед классическими двигателями внутреннего сгорания автомобили на солнечных батареях обладают рядом преимуществ:

Недостатки

Широкое внедрение гелиобатарей в эксплуатацию затруднено следующими минусами:

Самостоятельная установка

Установку солнечных батарей на автомобиль осуществима своими руками при условии наличия необходимого ручного инструмента, знаний в области механики и электромеханики и свободного времени.

Преобразование солнечной энергии в электрическую осуществляется в коллекторе, размещаемом на кузове автомобиля. Аккумулятор накапливает образующуюся энергию.

Уровень заряда АКБ, расход накопленной энергии и потребление тока электромотором регулируются электронным блоком управления, устанавливаемым в автомобиль. Механическая передача приводит в действие колеса транспортного средства посредством преобразования электроэнергии во вращательное движение.

Оптимальное место размещения: крыша машины

Размещение на приборной панели

Складные солнечные батареи могут устанавливаться на приборной панели и храниться в багажном отделении. Корпус элемента должен изготавливаться из прочной пластмассы, устойчивой к высоким температурам. Батареи из ненадежного и дешевого материала могут деформироваться под воздействием прямых солнечных лучей и высоких температур.

Солнечные батареи для зарядки аккумулятора автомобиля подключаются двумя способами:

Перед установкой и подключением необходимо ознакомиться с инструкцией, предлагаемой производителем солнечной батареи. Причиной повреждения гелиосистемы и электрооборудования автомобиля в большинстве случаев является неправильное подключение батареи.

Правила зарядки АКБ

Значение тока при заряде свинцово-кислотных батарей не должно превышать 10-12 % от их емкости, что сказывается на времени подзарядки АКБ. Качественный и надежный аккумулятор емкостью 60 А/час заряжается током, максимальное значение которого составляет 5-6 А. При таких показателях среднее время заряда составляет 10-12 часов. Риск выхода АКБ из строя возрастает в случае сокращения времени заряда или значительного увеличения указанных параметров.

Солнечные панели минимизируют все риски ввиду того, что их максимальная сила тока не превышает 1-2 А. Мощности до 7 Вт батарее хватает для поддержания работоспособности аккумулятора, в то время как для полной его зарядки требуются гелиобатареи мощностью 50-70 Вт. Подобные системы оснащаются контроллерами, регулирующими технические характеристики панелей и сохраняющими работоспособность и целостность АКБ.

Полная зарядка аккумуляторной батареи емкостью 50 А/час осуществляется за 7-9 часов при использовании солнечной панели мощностью 40 Вт и напряжением 20 В.

Обзор моделей

В сети представлен широкий ассортимент фото солнечных батарей на автомобиль, однако при богатом выборе не все панели обладают должным качеством и надежностью. Специалисты предлагают остановиться на трех популярных моделях гелиосистем, обладающих необходимыми характеристиками.

Солнечные батареи Sunsei SE-500

Зарядка аккумуляторной батареи осуществляется как при работающем, так и при выключенном моторе. В комплекте с гелиопанелью поставляется вилка для прикуривателя и клеммы. Судя по отзывам на солнечную батарею для автомобиля, многие потребители устанавливают Sunsei на дизельные лодки, грузовой транспорт и трактора.

Недостатком солнечной панели SE-500 является небольшая мощность, компенсируемая объединением нескольких элементов в единую сеть.

Батарея SunForce

Несмотря на свои габариты, с легкостью устанавливается на крыше легких транспортных средств, лодок, грузовых автомобилей и спецтехники. Дополнительным преимуществом модели является возможность работы в туман и дождь.

Панель TCM-15F

Отзывы

Автовладельцы в отзывах о солнечных батареях на автомобиль отмечают необходимость приобретения полного комплекта оборудования для гелиосистемы, включающего в себя панели, виброустойчивый и прочный корпус с алюминиевой поверхностью, хорошо отводящей тепло, контроллер и аккумулятор. Последний работает только в паре со свинцовыми АКБ и должен обладать номинальной мощностью 12 вольт. Эффективная и бесперебойная работа солнечных батарей возможна только при их перпендикулярном расположении относительно солнечных лучей. В идеале автовладельцы советуют приобретать специальную систему, отслеживающую положение солнца и отыскивающую оптимальный угол положения батареи в автоматическом режиме, однако конструкция такого типа обходится в большую сумму при сборке.

При установке на автомобиль солнечной батареи желательно учитывать характеристики выбранной модели, аккумулятора автомобиля и бортовой сети. Производители гелиопанелей в комплекте поставляют подробную инструкцию по монтажу и эксплуатации продукции с номинальными значениями мощности, емкости и напряжения. Стандартная комплектация также может включать контроллер, клеммы для АКБ и вилку для прикуривателя.

Источник

Электрокары «питающиеся» Солнцем: будущее уже наступило

Автомобильная история длинная и весьма забавна. Первые авто появились более века тому назад. Примечательно то, что первые образцы работали исключительно на паре или электроэнергии. По воле хитрых нефтяных магнатов, автомобиль получил дизельный двигатель. Экологически чистый транспорт был передвинут на задние позиции и практически забыт. Однако сейчас, мы всё чаще слышим про автомобиль на солнечных батареях, следовательно, история имеет свойство повторятся.

Такой ход событий имел место вплоть до 1955 года, когда американской публике на выставке, организованной концерном GM было представлено компактное авто, имеющее солнечные батареи. Не смотря на заманчивый вид и возможность дистанционного управления, новинка не получила ожидаемой известности. Гениальная разработка Уильяма Кобба была вскоре забыта, а сам проект закрылся из-за урезки в финансировании.

Спустя почти три десятилетия, в 1982 году, инициативу переняли австралийцы. Изобретатель Ханс Толструп проехал весь континент на своём авто, под названием «Quiet Achiever». Однако, даже в эру технологического прогресса, скорость автомобиля на солнечных батареях, не превышала отметки в 20 км/час. Вскоре, эту идею подхватили инженеры-энтузиасты с разных уголков планеты. И уже в следующем году было проведено первое Международное ралли с участием авто сконструированное на солнечных батареях. Впоследствии, автомобили, использующие энергию Солнца, становились всё мощнее, и уже в 1996 году, электрокар «Dream» достиг отметки в 135 км/час.

Автомобиль на солнечных батареях: до 21 века цена беспощадно убивала спрос

Не лишним будет сказать и то, что вплоть до начала 21-го века, стоимость электрокаров отпугивала даже потребителей с достатком выше среднего. Главным минусом авто на солнечной батарее, было отсутствие возможности преодолевать значительные расстояния. Ёмкость батареи, даже у самых прогрессивных авто была слишком мала. К примеру, в США, те немногие заправки для электромобилей начали появляться лишь в середине прошлого десятилетия. Учитывая дороговизну ультрасовременных деталей электрокаров, даже мысль о возможной поломке, заставляла трепетать любителей экологически чистых технологий.

Со временем, а именно со второй половины 2000-х, ведущие мировые автомобильные производители решили обуздать этот неосвоенный рынок и взялись за разработку прототипов транспортных средств, работающих на солнечной энергии. Как следствие, благодаря профессиональному подходу и солидным инвестициям, батареи стали в разы мощнее, солнечные панели компактнее, а сами авто дешевле.

Как и прежде, японцы оказали впереди планеты всей. Уже сейчас на улицах Токио можно встретить не только гибридные авто, но и «Хонды» с «Тойотами», «питающимися» энергией Солнца. Занимательно, что с каждым годом, электрокары становятся всё доступнее, а литий-ионные батареи всё вместительнее. Это даёт возможность покупателям со средним достатком «хвастануть» перед соседями.

На сегодняшний день, средняя цена на автомобиль, использующий солнечные батареи, составляет 25000 «зелёных».

«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.

Автомобиль на солнечных батареях: игрушка для богатых

Естественно, электрокары, работающие на солнечной энергии и имеющие литий-ионные батареи до сих пор не могут считаться достойной альтернативой бензиновым автомобилям. Слишком мало электро-заправок, слишком скудные характеристики, слишком большая цена…

Компании, внедряющие эту технологию, никак не могут снизить стоимость в 20-25 тысяч евро за электромобиль функционирующий на солнечных батареях. Уж слишком много умственного труда и ресурсов затрачивается во время конструирования. Поэтому, автомобиль на солнечных батареях, оригинальная новинка Astrolab и Ecletic, по-прежнему остается дорогой игрушкой в руках обеспеченных борцов за чистый воздух.

Радует лишь то, что наука не стоит на месте, и уже сегодня, может быть, происходит очередной технологический прорыв, за которым последует полная смена бензиновых двигателей на солнечные. Поживём, увидим. А пока что, давайте отвлечёмся и рассмотрим таблицу с концептами электромобилей, использующих солнечную энергию, массовое производство которых может начатья уже в ближайшее время.

Недорогая технология, которую можно использовать уже сейчас

Многие водители уже проверили на собственном опыте, что такое нагретый до температуры печки салон авто в знойный летний день. Не во всех автомобилях есть кондиционер, а порой, просто не охота его использовать. В этом случае, нам могут помочь автомобильные вентиляторы работающие на солнечных батареях. При этом, солнечная энергия способна нам послужить в качестве отличного помощника. На территории СНГ с недавнего времени, начали активно продаваться подобные солнечные вентиляторы. В среднем, стоимость новинки не превышает 20 долларов, что делает её крайне привлекательной.

Принцип действия устройства крайне прост. Закрепив вентилятор на одном из окон в автомобиле, вы сможете сразу ощутить результат. Солнечные лучи, попадая на обратную сторону прибора, усваивается фотоэлементами, наполняет батарею и затем преобразовывается в электрический ток, питающий мотор вентилятора. Благодаря этому, из салона автомобиля выводится весь горячий воздух через оконную щель.

Батарея не требует большого количества энергии, что позволяет вентилятору работать даже в немного пасмурную погоду. Это отличная вещь поможет Вам не только улучшить свой автомобиль, но и ощутить все прелести современных технологий.

Источник