Как работает автомобиль на солнечных батареях

В середине прошлого века на одной из выставок автомобильной техники компании General Motors впервые был представлен первый автомобиль на солнечных батареях, движущей силой которого служил электродвигатель, питанием которого служила селеновая батарея с питанием от солнца. Длина его составляла всего около полуметра, а чуть более десяти батарей располагались на крыше транспортного средства.

Конструктором автомобильчика был инженер компании Уильям Кобб, исследования которого в то время усиленно финансировались компанией, обещая большой скачок в развитии автомобилей на солнечных батареях. Однако исследования в скором времени были свернуты, а их результаты забыты почти на тридцать лет.

Автомобиль на солнечных батареях: миф или реальность

И только в начале девяностых годов прошлого столетия, когда коэффициент полезного действия солнечной панели поднялся до 15%, начался бум изобретений солнце мобилей одиночными изобретателями, в который, в последствие, включились и крупные автоконцерны.

Совершенно недавно компания Spektrolab, являющаяся подразделением концерна Boeing, разработала панели с эффективностью около 36%, что явилось настоящим прорывом в сфере использования энергии Солнца.

Сегодня производство электромобилей, где применяется батарея от солнца является сосредоточием самых последних технических изобретений и находок в материаловедении. Ведь невысокую эффективность панелей необходимо компенсировать низкими механическими потерями и небольшим весом самой техники.

Поэтому в таких моделях применяются самые последние изобретения в области трансмиссий, на них устанавливаются шины с самым низким сопротивлением качению и для их кузовов используются самые легкие композитные материалы высокой прочности.

Кроме того, солнечные электрокары служат концептами для отработки последних достижений в автомобилестроении.

Так, специально для электромобилей разработаны легкие электродвигатели постоянного тока бесколлекторного типа с полюсами из редкоземельных магнитных материалов.

А на ряде экземпляров для полного исключения механических потерь в трансмиссии стали устанавливать так называемые мотор-колеса, когда электродвигатель находится, непосредственно, в каждом колесе автомобиля.

Компании-производители автошин, такие как Michelin, Dunlop и ряд других, заняты разработкой шин специально для электромобилей, коэффициент сопротивления качению которых, в настоящее время, достиг 0,007. Аналогичные шины высокого уровня сбережения энергии, используя наработки для электромобилей, разрабатываются и для обычных серийных моделей.

Большим подспорьем для автомобилестроителей стало изобретение батарей от солнца настолько тонких, что ими можно оборудовать не только крышу, но и любую поверхность автомобиля, тем самым увеличив общую площадь поглощения световой энергии.

В последнее время при конструировании энергообеспечения серийных моделей стали применять солнечные панели для питания систем микроклимата, мультимедийных систем и систем подзарядки автомобильного аккумулятора на стоянках.

Коэффициент аэродинамического сопротивления электромобилей достиг минимально возможной величины (0,1).

Новый вид спорта — ралли солнцемобилей

В результате бума разработок автомобилей на солнечных батареях возник и новый вид спорта брейнспорт, в рамках которого ежегодно в Австралии проводятся ралли солнцемобилей с пробегом около 3000 км между городами Дарвин и Аделаида.

• Эти соревнования собирают тысячи зрителей, а миллионы наблюдают за ними по телевидению. Не обделены вниманием эти соревнования и со стороны крупных автомобильных концернов, понимающих, что за этим видом энергии будущее.
• Результатом более чем пятидесятилетнего прогресса, стал ряд конструкций электромобилей, питающихся от панелей, преобразующих солнечную энергию в электрическую.
• Так, в 1996 году на австралийском ралли, автомобиль Мечта компании Honda прошел 3010 километров со скоростью 90 км/час и максимальной скоростью 135 км/час.

В этом же году компанией GeneralMotors был представлен автомобиль Sunracer, разгоняющийся до скорости 100 км/час за 9 секунд и имеющий максимальную скорость 130 км/час. Он был оснащен передовым, на тот момент, электродвигателем с высоким КПД и на обычных свинцовых аккумуляторах мог пройти около 100 километров.

В одном из австралийских соревнований третье место заняло детище студентов Мичиганского университета. Автомобиль Momentum показал скорость 105 км/час, неся на своем борту водителя и панели из более 3000 солнечных батарей. Мощность двигателя составила 2 кВт и вес 290 килограмм вместе с водителем. Техника имеет три колеса шириной всего 65 миллиметров для снижения сопротивления качению.

Победителями австралийского ралли в 2001 и 2003 годах стала команда гонщиков из Голландии на автомобилях Nuna3, которые прошли дистанцию за двадцать девять часов одиннадцать минут при средней скорости 102,75 км/час. Теоретической максимальной скоростью этого автомобиля является показатель в 170 км/час.

Разработки новых проектов

Французская фирма Venturi имеет два проекта автомобилей на солнечных батареях, практически готовых к выпуску в серию: Ecletic и Astrolab.

1. Ecletic имеет крышу, расположенной на ней солнечной панели и электродвигатель мощностью 22 л/с, что позволяет ему проехать со скоростью 50 км/час около 50 километров.
2. Более совершенный экземпляр Astrolab способен преодолеть 110 километров и на отдельных участках иметь скорость 120 км/час.
3. Недавно был представлен автомобиль на солнечных батареях, разработанный группой преподавателей и студентов Университета Южной Австралии.
4. Разгон до 100 км/час у модели Trev составляет 10 секунд, при максимальной скорости 150 км/час.

Пробег свыше 150 километров ему обеспечивает литиевая батарея весом 44 килограмма, подзаряжаемая от солнечной панели. Машина имеет 2 места и достаточно объемный багажник.

Техника весит 270 килограмм, оснащен эффективным электрическим приводом с низким уровнем шума и конструктивно может эксплуатироваться на дорогах общего пользования. Солнце мобиль позиционируется разработчиками как городской транспорт ближайшего будущего.

Стоимость подобного транспортного средства превышает полмиллиона долларов, а некоторые экземпляры достигают стоимости и в 2 миллиона, как Мечта от корпорации Honda. Поэтому, массовость автомобилей, использующих панели, берущие энергию от солнца, скорее всего, наступит не скоро.

А пока такие модели могут обрести владельца, обладающего соответствующим капиталом.

Правда, некая компания-производитель из Венесуэлы объявила о скором выпуске легковых единиц и малых грузовиков на солнечной тяге стоимостью не более 6000 долларов, но дальше обещаний дело пока не пошло.

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.

Принцип действия автомобиля на солнечных батареях

Развитие технологий и борьба за экологическую безопасность нашей планеты, стали катализаторами процесса создания автомобиля, работающего на солнечных батареях.

Принцип работы автомобиля на солнечных батареях основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую, которая является источником питания электрического двигателя, 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: 

1. 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.
2. 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.
3. 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.

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.

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.

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.

Плюсы и минусы

Автомобили, работающие на солнечных батареях, обладают целым рядом преимуществ, перед традиционными двигателями внутреннего сгорания, это:

1. Отсутствие вредных выбросов обуславливает экологическую безопасность подобного транспорта.
2. Неограниченный запас источника энергии, которым является солнце.
3. Нет необходимости в строительстве заправочных станций и станций подзарядки, как в случае с электромобилями.
4. Продолжительные сроки эксплуатации.
5. 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:

1. Применение новых технологий и изготовление в штучном производстве, увеличивает стоимость подобных механизмов.
2. Запас хода и скорость движения ниже, чем у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
3. Отсутствие ремонтных сетей и служб автосервиса, работающего в данном сегменте автотранспорта, усложняют процесс его эксплуатации.

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.

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.

Есть ли будущее у таких автомобилей?

В настоящее время, транспортные средства, использующие в качестве энергии солнечные лучи, не получили широкого распространения в нашей жизни. Это обусловлено высокой стоимостью их производства, низким КПД солнечных панелей, а также необходимостью установки энергоемких аккумуляторов, являющихся накопителями электрической энергии.

Тем не менее, появление новых технологий в производстве материалов, производство гибких солнечных панелей и аккумуляторов, обладающих значительной емкостью, при этом имеющих небольшие геометрические размеры, позволило создавать новые модели подобных транспортных средств.

Одним из важных факторов, свидетельствующих о том, что будущее у солнечных автомобилей есть, и оно приведет к увеличению таких моделей, является то, что энергия солнца, это возобновляемый и неисчерпаемый источник энергии, при использовании которого нет вредных выбросов в атмосферу, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Солнечная энергия: плюсы и минусы солнечных батарей

Как снабжать человечество электроэнергией без вреда для окружающей среды –  главный вопрос, которым не так давно задавались современные исследователи. Мы уже научились добывать энергию с помощью сооружения волновых, приливных, геотермальных, ветряных и солнечных электростанций.

Прогресс технологий подарил нам уникальную возможность использовать Солнце с помощью установленной системы либо же портативных батарей в индивидуальных целях.

В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы солнечной энергии, а также коротко расскажем о том, что собой представляют гелиопанели и где их используют.

Устройство солнечных батарей

Возможность использования солнечной энергии подарила нам такая наука, как гелиоэнергетика. Именно она исследует и разрабатывает устройства, которые занимаются преобразованием излучения Солнца в электрическую и тепловую энергию.

К таким устройствам относится солнечная батарея. Это плоская, с защитным покрытием конструкция из фотоэлементов, являющихся полупроводниками. Они обеспечивают процесс преобразования солнечной энергии в электрическую. Благодаря разнообразию размеров, их применяют в различных сферах жизнедеятельности.

Например, для обеспечения электричеством частного дома потребуется установка, которая включает следующие составляющие:

• аккумуляторы;
• контроллер;
• инвертор.

С помощью инвертора постоянный ток, который создается в ясный день, проходит процесс преобразования в переменный, а далее распределяется на потребителей электричества. Нерасходуемое электричество накапливается в аккумуляторах и  используется ночью или в непогоду. Контроллер следит за зарядом аккумуляторов.

Рассмотрим подробно плюсы и минусы солнечных батарей.

Преимущества

Использование солнечных батарей имеет следующие преимущества:

• доступность источника энергии;
• постоянное и независимое энергоснабжение;
• бесплатное потребление;
• экологичность;
• бесшумность;
• высокая износостойкость.

Каждое из этих достоинств мы опишем более подробно.

Доступность источника энергии

Солнце освещает практически каждый участок поверхности Земли. Поэтому человек может воспользоваться преимуществами использования солнечной энергии. Также следует отметить, что потенциал этого типа энергии в рамках всемирного масштаба многократно превышает потребность в ней.

Постоянное и независимое энергоснабжение

В отличие от полезных ископаемых, энергия Солнца неисчерпаемая и всеобъемлющая. Конечно, как и все на нашей планете имеет свой конец, так и Солнце может иссякнуть.

Но когда это произойдет – никто наверняка не знает. Помимо этого, ни солнечная панель, ни сам источник не требует каких-либо затрат на содержание.

Этот факт делает вас абсолютно независимым от цен и транспортировки электроснабжения.

Бесплатное потребление

Как мы уже упоминали, Солнце – источник бесплатной энергетики. Некоторые затраты потребуются лишь на установку системы, которая обеспечит вас электричеством. Но в данном случае их можно отнести к долгосрочным инвестициям.

Экологичность

Глобальное потепление – серьезная проблема. Использование солнечных батарей помогает снизить расход природных ресурсов, а их производство и принцип работы не сопровождаются выбросом вредных веществ в атмосферу. Поэтому они являются абсолютно экологичными.

При установке системы, перерабатывающей солнечную энергию в электричество, вы можете быть уверенны в ее безопасности для окружающей среды и своих родных и близких.

Бесшумность

Генерация электроэнергии происходит совершенно бесшумно по причине отсутствия движущихся деталей в конструкции солнечных панелей. Устанавливая систему на крыше своего дома, можно не беспокоиться о постоянном гуле, который, например, издают электрические столбы.

Высокая износостойкость

Срок службы такой системы электроснабжения составляет около 25 лет. С течением времени КПД панелей начинает снижаться. В виду простоты конструкции, ее всегда можно заменить на новую.

Недостатки использования солнечных батарей

Солнечная энергия, а именно ее использование, предусматривает также и минусы, не смотря на вышеописанные плюсы.

К недостаткам относят следующие факторы:

• высокая цена;
• низкий КПД;
• большая площадь, занимаемая системой;
• зависимость работы от погодных условий.

Стоимость монтажа системы, которая сможет удовлетворить индивидуальные потребности человека, непомерно высока. Не говоря уже о том, чтобы снабдить электроэнергией целый дом. Это объясняется следующим пунктом.

Низкий КПД

Продуктивность солнечных батарей намного ниже, по сравнению с традиционными источниками электроэнергии. Например, панель средней работоспособности, площадью в 1 м2 производит мощность около 120 Вт. Этого должно хватить только для зарядки планшета или телефона. Из этого вытекает следующий пункт.

Большая площадь, занимаемая системой

Чтобы обеспечить ваши минимальные потребности в электроэнергии, вам понадобится очень большая площадь. Если, конечно же, речь не идет о зарядке телефонов, планшетов или работы приборов с потреблением низкой мощности.

Зависимость работы от погодных условий

КПД солнечных батарей снижается в пасмурный, облачный день, зимой, при низких температурах и т.д. Ночью, в отсутствие Солнца, источника энергии, производство электричества прекращается. На работу панелей также влияет расположение вашего дома и окон.

Использование солнечной энергии

Помимо удовлетворения индивидуальных запросов потребителей электричества, солнечную энергию используют в различных сферах жизнедеятельности:

1. Авиация. Благодаря солнечной энергии, самолеты могут не расходовать топливо на протяжении некоторого времени.
2. Автомобилестроение. Панели могут использоваться для зарядки электромобилей.
3. Медицина. Благодаря разработкам южнокорейских ученых, мир увидел солнечную батарею, которую используют для приборов, поддерживающих функциональность организма человека, путем вживления под кожу.
4. Космонавтика. Гелиопанели устанавливаются, например, на спутниках и космических телескопах.

Это всего лишь несколько примеров. Кроме этого, солнечные панели широко используют для обеспечения электроэнергией зданий, а также целых населенных пунктов.

Надеемся, что вышеописанные преимущества и недостатки использования солнечных батарей помогут вам определиться с решением, стоит ли вам обратиться к альтернативным источникам энергии.

Может ли авто работать только от света?

О том, что фотопанели можно устанавливать на крышах машин, известно достаточно давно. Но мало кто задумывается, что уже создан полноценный автомобиль на солнечных батареях, который работает только от энергии солнца. Причем это не единичные экземпляры изобретателей-любителей, а вполне современные разработки крупных компаний.

Более того, существует даже особый чемпионат, в котором имеют право соревноваться только автомобили на солнечной энергии. Называется он World Solar Challenge и проходит в Австралии.

По регламенту участники должны преодолеть 3000км, отделяющих Дарвин от Аделаиды (то есть пересечь всю Австралию с севера на юг), не используя никаких дополнительных энергоисточников. Проходит этот чемпионат раз в два года, в 2013г. в нем выступали 40 команд из более чем 20-ти стран-участниц.

Победу тогда одержала голландская Nuon, ее автомобиль поддерживал среднюю скорость 90 км/ч, невзирая на плохие погодные условия.

Особенности гелиоавтомобилей

Таким образом, машины на солнечной энергии – это уже давно не миф, а обычная реальность. Правда, название «автомобиль» не совсем правильно, по сути это – электромобиль, ведь он оснащен именно электродвигателем. На крыше автомобиля размещаются фотопанели, которые и снабжают мотор энергией.

Также обязательно имеются мощные аккумуляторы, необходимые для накопления энергии. Причем, как правило, производители предусматривают комбинированный вариант зарядки аккумуляторных блоков. То есть при необходимости их можно подзарядить от специальной электросети.

Делается это для повышения надежности и рабочего ресурса солнечного автомобиля.

Выгоды от массового использования таких солнечных электромобилей очевидны. Это и отсутствие загрязнения окружающего пространства, и удобство эксплуатации, и независимость от заправок. Однако есть и целый ряд проблем.

Прежде всего – недостаточно высокий КПД современных фотоэлементов (и слишком высокая стоимость высокопроизводительных опытных образцов).

Кроме того, это необходимость максимально снизить вес автомобиля без уменьшения его прочности, то есть применение достаточно дорогостоящих композитных материалов.

Тем не менее, инженеры продолжают активную работу в этом направлении, поскольку перспективность гелиоавтомобилей не вызывает сомнений. А значит, необходима эффективная, но не слишком дорогая солнечная батарея и прочные, но легкие составы для корпуса (ведь вес электромотора и аккумуляторов нельзя опустить ниже определенной отметки).

Какие бывают солнечные автомобили

Автомобили на солнечной энергии сильно выделяются из привычного образа. Их дизайн чаще всего напоминает некие фантастические аппараты будущего, а не вполне реальные, работающие машины.

Объясняется это не столько фантазией разработчиков, сколько практической необходимостью.

Ведь для полноценной работы такого автомобиля нужно достаточно много солнечных батарей, поэтому площадь покрытия приходится увеличивать.

Stella — семейный гелиоавтомобиль из Нидерландов

В Голландии (Технический Университет им.Эйндховена) создали концепт, который вполне может претендовать на звание «первого в мире семейного автомобиля на солнечной энергии». Прототип получил название Stella и вмещает четырех человек.

Причем не просто вмещает, но и позволяет им вполне комфортно разместиться в салоне. Более того, в автомобиле предусмотрен и вполне вместительный багажник.

Кузов «Стеллы» изготовлен из углеволокон и алюминия, поэтому вес концепта – всего 380кг при длине 4,5м и ширине 1,65.

На крыше автомобиля установлены гибкие высокопроизводительные панели, а управление осуществляется при помощи «умного руля» и сенсорного экрана (вместо привычных кнопок). Максимальная скорость «Стеллы» — 110 км/ч, а в темноте при полностью заряженных батареях она может пройти 600 км. Кстати, в 2013г. Stella достаточно успешно участвовала в World Solar Challenge.

Гоночные технологии для широких масс

Компания Venturi выпустила на рынок солнечный автомобиль Astrolab. Причем это не просто концепт-разработка, это полноценная коммерческая модель, которую может приобрести любой желающий. Рассчитана она на двух пассажиров. Технических же характеристик машины, созданной на базе гоночных болидов Формулы-1, вполне достаточно для комфортной повседневной езды.

Мощность асинхронного мотора – 16 кВт, максимальная скорость – 110-120км/ч, вес самого автомобиля – всего 300 кг. В Astrolab установлены аккумуляторы 7 кВт/ч и общей массой 110 кг.

Солнечный транспорт

В последнее десятилетие такой неисчерпаемый источник энергии, как солнечный свет, все больше и больше привлекает внимание мирового сообщества. Применение солнечной энергии для движение транспорта является перспективным направлением в сфере развития транспортных технологий.

К группе солнечного транспорта относятся все наземные, водные и воздушные виды транспортных средств, которые для передвижения используют энергию солнца.

Такие машины, как правило, комплектуются солнечными батареями, фотоэлементы которых преобразуют видимый солнечный свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение в

электрическую энергию, которая в последующем используется для питания их электродвигателей.

Несмотря на то, что использование солнечных батарей в качестве энергетических элементов транспортных средств является довольно перспективным, существуют группа факторов, негативно влияющих на скорость развития и внедрения солнечных технологий в мировую инфраструктуру.

В то время, когда применение солнечных батарей обеспечивает высокую эффективность работы электрических транспортных средств в ясную, солнечную погоду, в вечернее и ночное время, а также в дни сумрачной погоды, использование данных фотоэлектрических элементов совершенно не практично.

Выходя из этого, в большинстве современных видов электрического транспорта более целесообразно использовать солнечные батареи исключительно в качестве дополнительных элементов питания электродвигателей, наряду со стандартными аккумуляторными батареями.

Хотя солнечный свет можно использовать совершенно бесплатно, создание солнечных панельных элементов обходиться довольно дорого. К тому же, 90 процентов солнечных панелей изготавливается из кремния, что делает их производство экологически небезопасным.

Этот фактор является одной из главных причин торможения быстрого развития в мире солнечных транспортных технологий.

1. Срок службы солнечных модулей составляет около 30 лет. Производители традиционных солнечных панелей, как правило, предоставляют 10-летнюю гарантию на свою продукцию.
2. Однако, загвоздка эффективного использования данных элементов в электротранспорте заключается в том, что большая часть фотоэлектрических панелей предназначена для стационарной установки, и не способна противостоять вибрациям.
3. Кроме того, солнечные батареи довольно габаритные и значительно утяжеляют конструкцию транспортного средства.
4. КПД большей часть солнечных элементов составляет 10 %, и только некоторых – 15 %. Поэтому, солнцемобили смогут конкурировать с бензиновыми автомобилями только после выпуска более совершенных и менее дорогих солнечных батарей с КПД не ниже 50 %.

Принцип работы солнечных батарей, используемых в солнечных транспортных средствах, заключается в производстве постоянного тока при попадании солнечного светового излучения на их кремниевые пластины.

При конструирование массива солнечных батарей используют десятки таких пластин, поскольку единичная кремниевая пластина не способна производить значительных токов. Логично, что суммарная мощность солнечных батарей зависит от общего количества используемых в ней кремниевых пластин и площади создаваемой ими поверхности.

Производительность работы солнечных батарей прямо зависит от интенсивности излучения солнца и угла размещения солнечных модулей.

Вырабатываемый солнечными батареями электрическая энергия накапливается в дневное время в дополнительных, установленных в транспортном средстве, аккумуляторах, и в последующем используется в целях его перемещения.

Применение фотоэлектрических элементов позволяют существенно повысить запас хода электрического транспорта без подзарядки его тяговых аккумуляторов от электросети.

В солнечных автомобилях применяются фотоэлектрические элементы для преобразования солнечной энергии в электричество, которое в последующем питает электрический двигатель. Как правило, солнечные автомобили передвигаются благодаря солнечному свету днем, и в ночное время используют энергию стандартных аккумуляторных батарей.

Конструкция солнечных автомобилей отличается от традиционной. Практически весь их внешний корпус покрыт солнечными панелями.

Поскольку солнечные панели довольно габаритные, производители данных транспортных средств делают все возможное для улучшения аэродинамики и уменьшения общей массы солнцемобилей.

Большинство практических моделей солнечных автомобилей рассчитаны для перевозки одного или двух пассажиров.

Первая модель солнечного автомобиля, разработанная Уильямом Кообом, была представлена на международной выставке в Чикаго ещё в 1955 году. Создатель данного транспортного средства уверял всех, что солнцемобили ждет светлое будущее, и в скором времени ими будут насыщены все мировые автомагистрали.

Казалось, Кооб бы прав, но почему-то все сложилось не так, как предполагалось… Финансирование проекта развития солнечных автомобилей было закрыто под воздействием крупной автомобилестроительной компании «Ford». И только в 80-х гг.

, когда мировая общественность реально обеспокоилась состоянием экологии, к идеи производства солнечных автомобилей вновь возвратились.

Первый серийный солнцемобиль Venturi Astrolab был выпущен в 2006 году. Модель оснастили асинхронным электрическим двигателем, мощностью в 16 кВт и крутящим моментов 50 Нм, 7 кВт∙ч никель-металл-гибридным акумулятором и 600 Вт панельной солнечной батареей.

Солнечные батареи

Как уже говорилось ранее, солнечные батареи могут состоять из десятков фотоэлектрических элементов, способных преобразовывать солнечный свет в электричество. С отдельных фотоэлементов формируют модули, при размещении которые вместе образуется массив солнечной панели. Большие массивы солнечных панелей способны производить более 2 кВт электроэнергии.

Размещение солнечных батарей в солнцемобилях может быть:

• горизонтальным. Это наиболее распространенный тип рассположения солнечных панелей в солнцемобилях. Как правило, они интегрированы в данных транспортных средствах в виде свободного навеса.
• вертикальным. Такое расположение массива фотоэлектрических элементов встречается намного реже горизонтального. Обычно, размещение такого плана свойственно транспортным средствам, которые для обеспечения своей работы помимо солнечной энергии используют энергию ветра.
• с регулируемым наклоном.
• интегрированным по всей внешней поверхности транспортного средства. В некоторых видах автомобилей производители покрывают фотоэлектрическими элементами каждый сантиметр внешней корпусной конструкции, при этом одни фотоэлементы всегда находятся под воздействием солнца, а другие — в тени.
• удаленным

Типичный солнцемобиль может проехать около 400 км на энергии, выработанной на протяжении дня солнечной батареей. Рекордсменом по скоротным характеристикам среди солнечных автомобилей является модель Sunswift IV, которая была разработана группой студентов Университета Нового Южного Уэльса. Данный солнцемобиль способен разгоняться до 88,8 км/ч.

Рекордные показатели скорости проекта Sunswift IV были зафиксированы и занесены в Книгу рекордов Гиннеса 7 января 2011 года, а самим студентам-создателям был вручен сертификат, подтверждающий уникальность их разработки.

Мощность солнечной панели, установленной на автомобиле, составляла 1200 Вт, что равно потребляемой мощности обычного фена для сушки волос.

Солнцемобиль Sunswift IV побил рекорд скорости, ранее установленный автомобилем Sunraycer компании General Motors.

Солнечные автобусы

Солнечными являются электрические автобусы, двигатели которых в значительной степени питаются от солнечных панелей, установленных на крыше. Применения в автобусах солнечных панелей позволяет уменьшить уровень потребнения энергии и продлить жизненный цикл их тяговых аккумуляторных батарей.

Солнечные автобусы не имеют ничего общего с обычными автобусами, в которых солнечные элементы используются для обеспечения дополнительного питания транспортных аксессуаров (системы отопления, кондиционера и т.д.). Такая дополнительная комплектация автобусов на сегодняшний день наиболее расспространена.

Солнечные велосипеды и мотоциклы

Мало кому известно, что первыми транспортными средствами, которые начали оснащать солнечными элементами, были электрические велосипеды, при чем, в большинстве разработок применялись трехколесные конструкции велосипедов.

Солнечные фотоэлементы устанавливали в данных транспортных средствах в виде навесной, довольно габаритной крыши, небольшой панели в задней, багажной части, в прикрепляемом к трициклу прицепе, или же по всей внешней поверхности обтекаемой крыши (последняя комплектация характерна только для закрытых моделей).

Немного позже была создана модель солнечного велосипеда с портативной складной солнечной панелью, с помощью которой можно было заряжать тяговые аккумуляторы во время стоянок.

Солнечные велосипеды представляют собой гибриды электрических моделей, в них наряду с традиционным электрооборудованием велосипедов используются солнечные панельные элементы.

Солнечные батареи, преобразующие световой поток в электроэнергии, обеспечивают подзарядку тяговых аккумуляторов как во время движения, так и на стоянках.

Аналогичная система подзарядки от солнечного света применяется и в солнечных мотоциклах.

Первый полностью солнечный велосипед, способный передвигать исключительно за счет солнечных лучей, был разработан в 2006 году канадцем Питером Сандлером. Изобретение получило название E-V Sunny Bicycle. В данной модели солнечные батареи были интегрированы в колеса. Вырабатываемая солнечными батареями энергия позволяла велосипеду разгоняться до 30 км/ч.

Использование солнечных элементов в железнодорожном, водном транспорте

В настоящее время ряд стран практикует установку систем солнечных батарей вдоль определенных электрофицированных участков железной дороги.

Тоннели из солнечных батарей обеспечивают электроэнергией поезда, проносящиеся мимо даже на сверхскоростях. Такие солнечные установки способны производить тысячи мегаватт-часов электроэнергии.

Подобный тоннель из солнечных батарей длиной в 3,4 км успешно функционируют, к примеру, между Парижем и Амстердамом.

Солнечными панелями снабжают также и сами поезда. Ярким примером является курсирующий в Индии локомотив под названием «Королева Гималаев» между станциями Калка и Шимла. Этот поезд оснащен 100 Вт солнечными панелями, позволяющими ему ездить на одной подзарядке около двух суток.

Донедавна солнечные лодки ограничивались лишь реками и каналами, но в 2007 году, солнечная лодка «Sun 21» совершила первый экспериментальный длительный рейс.

Она пересекла Атлантический океан всего за 29 дней, благодаря чему попала в Книгу рекордов Гиннеса за совершение самого быстрого в мире трансатлантического перехода, только благодаря солнечной энергии.

Солнечная лодка была оснащена солнечными батареями, энергия которых позволяла двигаться с стабильной скоростью 10-12 км/ч круглосуточно.

В мае 2012 года завершилось кругосветное путешествие солнечного катера Turanor PlanetSolar. Солнечное судно, длиной в 30 метров, и шириной – 15,2 метра, вышло из порта Монако в сентябре 2010 года. Это первое кругосветное путешествие, совершенное исключительно на солнечной энергии. Turanor PlanetSolar – крупнейшее водное транспортное средство из когда-либо построенных.

Воздушные транспортные средства

Инженеры всего мира работают над созданием воздушных транспортных средств, оснащенных солнечными батареями. На сегодняшний день среди солнечного воздушного транспорта наиболее распространены солнечные и гибридные дирижабли.

Особый интерес представляют разработка беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Солнечная энергия могла бы позволить им оставаться в воздухе даже в течении нескольких месяцев.

• Такие воздушные транспортные средства могли бы решать некоторые задачи, аналогичные спутниковым.
• Первый успешный экспериментальный 48 часовый полет солнечного беспилотника был совершен в сентябре 2007 года.
• В 2010 году в Швейцарии солнечный самолет совершил 26-часовый испытательный полет, который начался в 7 утра 8 июля и закончился в 9 утра следующего дня. Самолет вначале поднялся на высоту около 8500 метров, и в течении вечера опустился на высоту 1500 метра, где и остался на всю ночь.
• Спустя всего 15 дней, 23 июля 2010 года британская оборонная компания QinetiQ организовала експериментальный полет своей модели солнечного сверхлегкого беспилотного летательного апарата Zephyr-6.
• Этот полет стал рекордным — беспилотный летательный аппарат, весом в 30 кг, провел в воздухе больше двух недель (336 часов), летая в небе Аризоны.

Солнечная энергия для космических аппаратов

Солнечная энергия часто используется в питании спутников и космических аппаратов, функционирующих внутри солнечной системы, поскольку она может служить энергетическим источником в течении довольно длительного периода времени без избытка массы топлива.

Спутники имеют на своем борту несколько радиопередатчиков, которым необходимо работать в постоянном режиме. Солнечная энергия, как правило, не используется для регулировки положения спутника, однако, применяется для поддержания процесса подачи топлива.

Авто на энергии солнца?

Позволят ли нефтяные магнаты ввести в массовую эксплуатацию солнцемобили или они так и останутся экзотикой? Ведь экспериментальные модели таких автомобилей существуют и характеризуются удовлетворительно…

Перспективы и широкие возможности по использованию неисчерпаемых источников энергии всегда притягивали человечество. Ведь даже если взять, к примеру, то количество энергии, которое ежедневно Солнце изливает на поверхность Земли и использовать от неё процентов десять, то этого хватит, чтобы покрыть без малого все нужды человечества. Так почему бы не попытаться применить это на практике?

31 августа 1955 года на выставке в Чикаго произошла первая в мире презентация прототипа автомобиля на солнечных батареях. Экспериментальная модель приводилась в действие небольшим электрическим мотором, питающимся от селеновых фотоэлементов.

Уильям Кооб, её создатель, гордо заявил, что пройдёт ещё несколько лет и улицы наших городов заполонят экологически чистые и экономичные солнцемобили, не изрыгающие в атмосферу бесчисленное количество отравляющих газов и не использующие драгоценную нефть.

На заре той эпохи развитие альтернативных источников энергии и солнечных батарей шло ускоренными темпами, создавались всё новые устройства, повышался КПД и, казалось бы, что, действительно, в скором времени человечество вступит в новый виток своего развития.

Но передовым идеям Кооба, идущим вразрез с политикой нефтяных магнатов и производителей бензиновых двигателей, не суждено было сбыться. Вскоре все проекты были закрыты, финансирование прекращено, а о солнцемобилях быстро забыли под натиском бензиновых автомобилей от Форда.

Парниковый эффект и экологическая проблема в то время мало кого волновали, количество производимых авто неукротимо росло, равно как и финансы владельцев автозаводов, и менять это никто не спешил. Но уже буквально через 20 лет мировые учёные забили тревогу, а до сознания общества всё чаще и больше стали доходить сведения о реальной обстановке на нашей планете.

Подобная ситуация заставила магнатов пересмотреть свои взгляды, и один за другим вновь стали появляться проекты автомобилей на солнечных батареях, но, опять же, затем, чтобы в очередной раз пополнить карманы производителей, так как именно за альтернативными источниками — ближайшее будущее в том числе и автопрома.

Покорить расстояние в три тысячи километров со средней скоростью в 120 км/ч без использования топлива – это не фантазия, это реальность. Именно столько преодолел экспериментальный болид на солнечных батареях. Но когда подобные модели появятся на наших улицах и произойдёт ли это — большой вопрос…

Использование солнечной энергии: будущее транспорта на солнечных батареях

Налаживание массового производства и активное распространение доступных солнечных панелей на мировых рынках способствовало широкому применению данного источника энергии на транспорте. В настоящее время солнечные батареи используются на всех без исключения видах транспорта, в том числе наземного, водного, воздушного и даже космического.

Плюсы и минусы солнечного электропитания транспорта

Конструктивно солнечные панели транспортных средств не отличаются от своих стационарных вариантов. Выработанная энергия используется как для обеспечения работы двигателя, так и для электропитания бортовых систем транспорта.

В процессе выработки энергия попутно может накапливаться в аккумуляторных батареях с целью дальнейшего использования. Применение солнечных элементов даёт возможность нарастить запас хода транспортных средств и при этом обойтись без подзарядки тяговых аккумуляторов от традиционной электросети.

Несмотря на то что внедрение солнечных панелей является достаточно перспективным направлением в энергетике, глобальному и быстрому переводу транспорта на использование таких систем препятствует целый ряд факторов. Так, эффективная работа батарей обеспечивается только в солнечную ясную погоду. Если же небо пасмурно, или машина работает в ночное и вечернее время, то применение солнечных панелей невозможно.

Таким образом, в большей части современного транспорта солнечные батареи могут использоваться только как вспомогательный энергетический компонент, в качестве дополнения к стандартным аккумуляторам.

Кроме того, следует учитывать и финансовую сторону внедрения солнечных батарей. Несмотря на то что генерирование энергии осуществляется бесплатно, сами солнечные панели довольно дороги. Большая часть их компонентов производится с использованием кремния на экологически опасных предприятиях, и это является одним из главных факторов торможения процесса перехода транспорта на солнечные панели.

Рядом недостатков солнечные батареи обладают в силу чисто конструктивных особенностей. Панели не способны противостоять сильным вибрациям и другим перегрузкам, характерным для движущегося транспортного средства. Также ввиду большого веса они утяжеляют машины, на которую устанавливаются, что негативно сказывается на мобильности транспорта.

В настоящее время, к примеру, автомобили с электродвигателями на солнечной тяге не могут конкурировать с классическими бензиновыми машинами, поскольку панели обладают намного более низким КПД — в среднем 15%. Машины на солнечных батареях смогут вытеснять бензиновых «собратьев» только на этапе, когда КПД панелей достигнет уровня минимум в 50%.

Тем не менее, упомянутые проблемы не создают значительных помех для развития солнечной энергетики в транспортной сфере. Доказательством тому служит постоянное воплощение в жизнь идей о создании разнообразных транспортных средств с солнечными энергоблоками во всём мире. Представляем вашему вниманию десятку самых популярных проектов реально существующих средств передвижения на энергии солнца.

1. Солнцемобили

Пожалуй, наиболее популярным видом транспорта из интересующей нас категории является автомобиль на солнечных батареях. До широкого практического применения таких машин ещё далеко и сейчас они представляют интерес пока ещё с точки зрения экспериментов и достижения специальных рекордов.

Основной проблемой машин на солнечной энергии является необходимость установки большой площади панелей, зачастую на весь корпус, а также требование максимального облегчения конструкции, что изначально ограничивает аэродинамику, а также возможности пассажирских и грузовых перевозок.

Первый концепт инновационного автомобиля появился ещё в 1955 году и был продемонстрирован на Чикагской автовыставке. С тех пор конструкция солнечных электромобилей была значительно усовершенствована.

Если в 1982 году солнцемобиль Quiet Achiever пересёк Австралию со скоростью 20 километров в час, то в 1996 году машина Dream разгонялась местами до 135 километров в час и проехала при этом около 3 тыс.

километров.

Рекордсменом считается автомобиль Sunswift IV, разработанный специалистами Университета Нового Южного Уэльса (Австралия), который способен держать стабильную скорость в пределах 89 километров в час. Машина вошла в Книгу рекордов Гиннеса.

После этого на состязаниях World Solar Challenge было введено ограничение максимальной скорости машин такого класса.

С 2006 года в Монако впервые в мире стартовало серийное производство солнцемобилей — речь идёт о машинах Venturi Astrolab с двигателем мощностью 16 кВт.

Солнечные панели применяются и как вспомогательные блоки на гибридах — в частности, на Toyota Prius устанавливаются тонкоплёночные компоненты Solatec LLC, подзаряжающие аккумуляторы на 10%.

Китайская компания Hanergy Holding Group также внедряет тонкоплёночные панели на галлиевой основе с КПД 31,6%.

Подзарядка аккумуляторов автомобилей с такими компонентами осуществляется в течение 6 часов, чего хватает на 80 километров пробега.

Гибридная Toyota Prius Prime оснащена плёночными солнечными панелями

2. Автобусы

В отличие от относительно компактных средств для перевозки пассажиров — автомобилей — автобусы в силу своих габаритов и, соответственно, значительной площади устанавливаемых батарей, имеют больше возможностей по грузоподъёмности и пробегу. Хотя монтаж солнечных батарей на крышах обычных автобусов для обеспечения дополнительной энергией бортовых систем уже стал привычным делом, здесь речь идёт о принципиально другой технике — полностью бестопливной.

Одним из примеров автобуса будущего является австралийский Tindo, осуществляющий с 2007 года бесплатные пассажирские перевозки в городе Аделаиде.

Автобус вмещает до четырёх десятков человек, при этом условия проезда достаточно комфортны — машина оснащена климат-контролем и точками Wi-Fi.

По расчётам экспертов, эксплуатация автобуса предотвращает ежегодный выброс 70 тонн углекислоты в атмосферу.

Автобус на солнечной энергии Tindo, Австралия

Аналогичный проект — автобус Solar Shuttle — был запущен в студенческом городке в Уинстон-Сейлеме (США, штат Северная Каролина). Кроме того, в ряде швейцарских городов курсируют по маршрутам прогулочные автобусы-поезда Swiss Road Trains, работающие исключительно на энергии солнца.

Solar Shuttle

3. Солнечные велосипеды

Малоизвестным фактом является то, что первые попытки разработки транспорта на солнечной энергии были предприняты с велосипедами. Фактически такие велосипеды — это гибридные системы, двигающиеся за счёт подзаряжаемого солнцем аккумулятора.

Ранние разработки предусматривали постройку трёхколёсных веломашин с навесной крышей и прицепами, на которые устанавливались энергетические панели. Кроме того, были созданы велосипеды со складными солнечными батареями для подзарядки аккумуляторов во время стоянок, к примеру, модель Lune, в которой панели при простое раскрываются в форме полумесяца.

Значительный прорыв в технологиях создания солнечных велосипедов наметился в 2006 году, когда в Канаде был представлен концепт E-V Sunny Bicycle с панелями, встроенными в диски колёс. Машина способна развивать скорость до 30 километров в час. В прошлом году похожую конструкцию презентовала в Нидерландах компания Solar Application Lab.

E-V Sunny Bicycle

Solar Application Lab

4. Поезда

Солнечная энергетика становится важным подспорьем железнодорожной отрасли. Работа в этом сегменте ведётся в двух направлениях — обеспечение электропитания поездов путём установки батарей непосредственно на подвижном составе и генерация энергии для обеспечения работы электрифицированных магистралей.

К первой категории можно отнести венгерский проект Vili, движение которого полностью обеспечивается солнечными батареями. Состав следует по маршруту Киралирет–Кисмарос со скоростью около 25 километров в час и предназначается в основном для экскурсионно-туристических мероприятий.

Туристический поезд на солнечных батареях Vili

В Индии между городами Калка и Шимла курсирует поезд «Королева Гималаев» на солнечной тяге. Конструкция энергоблоков позволяет ему обходиться без подключения к стационарной сети в течение двух суток.

В качестве вспомогательного энергетического оборудования — для обеспечения работы систем освещения, кондиционирования воздуха — солнечные панели массово устанавливаются на поездах в Японии и Италии.

Индийский «солнечный» поезд

Ко второй категории относятся проекты, предусматривающие подключение к солнечным станциям энергосистем железнодорожных магистралей для обеспечения электропитания поездов. В частности, между Парижем и Амстердамом участок пути протяжённостью 3,4 километра оснащён солнечными батареями.

В Великобритании также реализуется проект энергоснабжения магистралей при помощи солнечной энергии. Оператор британских железных дорог — Network Rail — заинтересован в альтернативном энергообеспечении работы составов, поскольку затраты компании на электроэнергию достигают полумиллиарда фунтов стерлингов в год.

Старинный лондонский мост Блэкфрайарз, покрытый солнечными панелями компанией Network Rail

Кроме того, ряд маршрутов по причине неразвитой инфраструктуры электрифицирован по традиционным схемам в недостаточной степени, что не позволяет вывести на линию дополнительные поезда и нарастить интенсивность движения. Таким образом, внедрение объектов солнечной энергетики на железной дороге поясняется в первую очередь экономическими факторами.

5. Канатная дорога

Сугубо экономическими целями было продиктовано и решение об организации «перевозок» туристов инновационным способом в швейцарской коммуне Тенна, расположенной в Альпах. Она живёт практически исключительно за счёт экстремалов и просто отдыхающих, приезжающих в регион в значительном количестве каждый горнолыжный сезон.

Швейцарский подъёмник на солнечной энергии

После того как стало известно, что канатная дорога, предназначенная для подъёма лыжников на склоны и спусков с них, требует ремонта, был внедрён необычный проект электропитания комплекса — за счёт солнечных батарей. Панели не уместились бы на крышах станций подъёмника, потому их установили непосредственно вдоль линии канатной дороги и оснастили механизмами поворота вслед за движением солнца.

В ясные дни батареи вырабатывают до 90 тыс. кВт·ч электроэнергии — это в два раза превышает потребление подъёмника. Излишки энергии поставляются в электросеть Тенны. Примечательно, что сообщения о решении с солнечными панелями заинтересовало туристов и количество любителей покататься на зимних склонах в регионе выросло.

6. Морские и речные суда

Энергия солнца движет не только наземный, но и водный транспорт. Впрочем, до 2007 года к морским катерам на солнечных батареях вряд ли относились серьёзно, пока команда энтузиастов в рамках проекта Sun 21 не пересекла на таком транспортном средстве Атлантику за 29 суток, попав к Книгу рекордов Гиннеса.

Солнечный катамаран Sun 21

Первое кругосветное путешествие на энергии солнца завершило в 2012 году судно швейцарской разработки Turanor Planetsolar. Переход занял два года.

Солнечные панели покрывают этот корабль на площади порядка 500 квадратных метров. Тридцатиметровое судно способно развивать скорость до 14 узлов.

Сейчас Turanor Planetsolar работает в районе Гольфстрима, его команда занимается климатическими исследованиями.

Turanor Planetsolar

Необычным проектом является Sun Sails компании Solar Sailor — судно, получающее энергию сразу от двух возобновляемых источников — солнца и ветра. Набирают популярность солнечные «речные трамвайчики», которые курсируют по водоёмам в Великобритании и ФРГ. Старт данной инициативе был дан компанией SolarLab, разработавшей «трамвайчики» линейки Solar Shuttle.

Речное пассажирское судно на солнечной энергии Solar Shuttle, Германия

Опыт европейских коллег перенимают и арабские страны. В Дубае (ОАЭ) запущен деревянный прогулочный катер на солнечных батареях со сроком автономности в шесть часов и максимальной скоростью в 7,5 километров в час.

7. Самолёты

В 1981 году самолёт MacCready Solar Challenger, сконструированный американскими специалистами, поднялся в воздух и со скоростью 48 километров в час проделал путь в 258 километров. Уникальность первого в своём роде аппарата заключалась в том, что его силовая установка работала на энергии солнца.

MacCready Solar Challenger

Переводу летательных средств на солнечную энергию посвятили себя и швейцарские разработчики. В 2010 продукт их инженерной мысли — самолёт Solar Impulse — взлетел в воздух и не садился на протяжении 26 часов, меняя высоту от 1,5 до 8,5 километра.

Данная модель стала преддверием разработки усовершенствованного варианта инновационного самолёта Solar Impulse 2, с помощью которого швейцарцы хотели продемонстрировать возможность кругосветного путешествия по воздуху на одной лишь солнечной энергии.

Планам было суждено сбыться — полёт стартовал в Абу-Даби в марте 2015 года и был завершён там же в июле 2016 года, правда, с промежуточными посадками в разных городах мира.

Пронедра писали ранее, что на преодоление Атлантики воздушному средству понадобилось 70 часов.

Solar Impulse 2

На Solar Impulse 2 работа швейцарцев в освоении новой транспортно-энергетической ниши не закончилась и в декабре 2016 года компания SolarStratos презентовала новый самолёт. Аппарат способен подниматься на высоту до 25 километров и непрерывно пребывать в воздушном пространстве в течение суток. Первый полёт солнечного самолёта SolarStratos анонсирован на 2018 год.

Стратосферный самолёт SolarStratos

8. Беспилотники

Если возможность широкого применения технологий солнечных батарей в самолётах будущего пока ещё выглядит сомнительной, то перспектива энергии света в летательных аппаратах беспилотного типа является вполне реальной. На энергии солнца беспилотники могли бы находиться в воздухе непрерывно продолжительный период — месяцы или даже годы, поскольку при этом они не нуждаются ни в топливе, ни в стационарной подзарядке.

Таким образом, БПЛА могли бы если не заменить, то дополнить, как дешёвая альтернатива, парк космических спутников, запуск которых обходится операторам в колоссальные средства. В солнечных беспилотниках заинтересованы в том числе и военные структуры.