Опубликован автором: Слухи о массовом производстве автомобилей, работающих на солнечных батареях, возникают довольно часто, но пока ни разу не были подтверждены. Однако в настоящее время существует как минимум четыре модели, запуск которых в серию запланирован на 2025 год. На этот раз есть основания полагать, что это может осуществиться. Объясняем, почему это возможно.
На квадратный метр земной поверхности, с учетом потерь в атмосфере, в среднем приходится 1020 Вт солнечной энергии в сутки. Вот только эффективность кремниевых панелей позволяет собрать в лучшем случае 20% этой энергии.
Эффективны ли солнечные панели?
Могут ли современные солнечные панели аккумулировать электр energy в объемах, достаточных для работы автомобиля? На этот вопрос Дмитрий Степанов, директор компании «Альтрэн» и заведующий кафедрой УлГТУ, ответил следующим образом: «Актуальные гибкие солнечные панели размером 0,6 квадратных метра генерируют 0,135 кВт при максимальном солнечном освещении. Если перевести это на один квадратный метр, значение составит всего 0,225 кВт·ч. Стандартные стеклянные панели имеют аналогичные прогнозы — 0,2–0,25 кВт·ч. Однако эти данные получены при идеальном угле установки, а не в горизонтальном положении, как это происходит на крыше автомобиля».
При установке солнечных панелей на автомобиль длиной примерно 4,5 метра общая площадь этих панелей составит около 5 квадратных метров. В идеальных условиях в течение одного часа они смогут обеспечить заряд батареи на уровне 1–1,25 кВт·ч, а за полный световой день в 10 часов — на 10–12,5 кВт·ч. Однако стоит заметить, что это значение не учитывает потери энергии во время процесса зарядки.
На какое расстояние хватит этого заряда? Если ориентироваться на стандартные электрические автомобили, то они в среднем потребляют 20 кВт·ч на 100 километров. Таким образом, солнечная энергия может обеспечить машиной 50 километров пробега в сутки. Сложная ситуация? Возможно, но не совсем.
Существуют модели, которые используют солнечную энергию непосредственно. Более того, эти транспортные средства способны проезжать тысячи километров и развивать скорость свыше 100 км/ч. Тем не менее, в настоящее время это всего лишь прототипы, выполненные в единственном экземпляре. Тем не менее, именно они открывают дорогу к созданию массовых солнечных автомобилей.
Солнечный рейс
Возможно, вам известны гонки World Solar Challenge, проводимые в Австралии. К 2005 году организаторы этого события пришли к выводу, что задача разработки солнечных автомобилей, способных преодолеть континент, успешно решена. Во время соревнований прототипы двигались сотни километров за день, и до изменения правил многие из них превышали установленный в Северной Австралии лимит скорости в 130 км/ч.
Солнцемобили с большим пробегом научились делать еще 20 лет назад. Но одноместные и неудобные.
Действительно, рекордные модели выглядели очень своеобразно: у них была большая площадь поверхности, тонкие колеса и только одно кресло — для водителя. Часто пилот не мог даже усесться (вернее, лечь) за руль без помощи извне. Это ясно указывало на то, что такие конструкции не предназначены для практического использования, они создавались исключительно для установления рекордов. В связи с этим организаторы соревнований World Solar Challenge решили поощрить разработку прототипов, которые могли бы стать основой для массового производства солнечных автомобилей.
Сначала организаторы снизили максимально допустимую площадь солнечных панелей для категории Challenge до 6 квадратных метров, а затем и до 4. Также в правила было внесено обязательное требование о вертикальной посадке водителя. В 2013 году был введён класс Cruiser, в котором представлены двух- и четырёхместные автомобили, при этом за каждого пассажира разработчикам начислялись дополнительные баллы. Первую победу в этом новом классе одержала команда Эйндховенского технологического университета с автомобильным проектом Stella.
Что скрывала Stella
Stella Terra – первый в истории автомобиль повышенной проходимости, оснащенный солнечными панелями.
Как вы уже осознали, Stella была разработана в рамках студенческого проекта. Она имеет габариты: длина 4,52 м, ширина 1,76 м и высота 1,12 м, на которую установлены солнечные панели площадью 5,8 кв. м, обеспечивающие около 1 кВт в час электроэнергии. В гонке 2013 года этот автомобиль с тремя пассажирами преодолел дистанцию в 3022 км за 40 часов 14 минут, что соответствует средней скорости 75 км/ч и максимальной 125 км/ч. Результат впечатляющий и стал возможным благодаря весу автомобиля в 388 кг, его низкому аэродинамическому сопротивлению и аккумулятору емкостью 15 кВт·ч, который может заряжаться от внешних источников.