Pasaulē plosošā enerģētikas krīze autobraucējiem ir divtik nepatīkama: līdzās straujajam autoservisu cenu pieaugumam pieaug arī degvielas izmaksas. Likumsakarīgi, ka šajā gadījumā ir jēga izpētīt iespēju iegādāties/pārtaisīt automašīnu, kas pārvietotos, izmantojot atjaunojamos (alternatīvos) enerģijas avotus, tostarp saules enerģiju.
Vēsture un progress "saules automašīnu" attīstībā
Pirmā, kas veica vairāk vai mazāk ievērojamu distanci, bija dāņa H. Tolstrupa automašīna, ar kuras palīdzību izgudrotājam 1982. gadā izdevās šķērsot Austrāliju. Tiesa, tagad viņa sasniegtais ātrums 20 km/h šķiet smieklīgs. Tāpēc 21. gadsimta sākumā prezentētais Dream auto jau sasniedza ātrumu 135 km/h. Šķiet, ka ir progress un zināms progress. Bet…
Pārvietojas saules automašīna pateicoties fotokonverteru klātbūtnei. Viņi ir atbildīgi par saules enerģijas uzkrāšanas procesu, kas pēc tam darbina dzinēju. Un šeit rodas problēmas:
- fotoelementu efektivitāte nepārsniedz 12%;
- vieglie bezsuku vai zema ātruma motori (iebūvēti tieši piedziņas riteņos) ir pieejami tikai prototipos, un to ražošana nav nodota ražošanā. Kas ir saprotams, ņemot vērā nelielo pieprasījumu pēc šādiem dzinējiem;
- Automašīnas svaru, no kura būs atkarīga tās energoefektivitāte, nevar pastāvīgi samazināt, jo agrāk vai vēlāk tas negatīvi ietekmēs automašīnas izturību un drošību. Oglekļa šķiedras korpusi ir ļoti dārgi;
- Sunmobile riepām jābūt ar minimālu rites berzes koeficientu un tajā pašā laikā ar pietiekamu saķeri ar ceļa virsmu. Michelin jau ir apguvis šādu riepu ražošanu (Radial X modelis), taču mēs vēl nerunājam par to masveida ražošanu.
Vienīgais, kas būvniecības entuziastiem ir izdevies, ir ar saules enerģiju darbināmas automašīnas- tā tas ir virsbūves dizainā. Ar 3D modelēšanas palīdzību un tai sekojošu gatavā parauga iepūšanu vēja tunelī, mašīnas efektivizācija praktiski sasniedz pašreizējo tehnisko iespēju maksimumu. Iespējams, tāpēc labākajiem “saules automobiļu” paraugiem ir ļoti neparastas formas un kontūras (skat. 1. att.).
Esošie saules automobiļu modeļi
Šādu mašīnu prototipu ražošanu veic tādi autobūves giganti kā BMW, Toyota, Mercedes, kā arī franču uzņēmums Venturi, Šveices uzņēmums Zaļš GT un utt.
Attīstība notiek divos virzienos:
- ar saules enerģiju darbināma auto jaukta dizaina izveide, kas mākoņainā laikā varētu tikt uzlādēts no elektrotīkla un darboties kā vienkāršs elektromobilis;
- veidojot transportlīdzekli, kurā saules enerģija tiktu izmantota kādām palīgvajadzībām: piemēram, navigācijas sistēmas vai automašīnas gaisa kondicioniera darbībai.
Kā redzat, jautājums par “tīras” automašīnas izveidi, ko darbina tikai saules enerģija, vēl nav dienaskārtībā. Tikmēr šādu automašīnu eksperimentālie dizaini jau ir pārbaudīti un tiek piedāvāti pārdošanai ļoti turīgiem auto entuziastiem, kuriem jau ir apnikuši tradicionālie dizaini.
Veiksmīgākie tehnoloģiskie risinājumi ar saules enerģiju darbināmai automašīnai ir:
- « Astrolab"(skat. 2. att.) no uzņēmuma Venturi– maksimālais ātrums 120 km/h, šosejas rādiuss 110 km, paneļu laukums ar fotokonverteriem 3,6 m2, cena – 92 000 eiro;
- « Sunswift eV"(skat. 3. att.) - Austrālijas uzņēmumu kopīgs ideja Bilšteins un Ohlins. Automašīna paātrinās līdz 75 km/h, ar jaudas rezervi 300 km. Cena nav paziņota.
Vai esošu automašīnu ir iespējams pārveidot par "saules automašīnu"?
Ķīniešu studentam Zhu Zhen Lin, Rietumvirdžīnijas universitātes (ASV) studentam, izdevās pārveidoties par saules automašīna parasta sērijveida automašīna (skat. 4. att.). Automašīnas darbības rādiuss ir līdz 70 km, maksimālais ātrums ir aptuveni 40 km/h.
Automašīnas saules paneļi sastāv no 22 fotoelementu pārveidotājiem, kas uzstādīti uz automašīnas jumta, sāniem un pārsega. Protams, šo dizainu nevar saukt par īpaši estētisku, taču šādam auto ir nepieciešamā funkcionalitāte, braucot pa pilsētas ielām. Un pats galvenais, ķīniešu students visai atjaunošanai iztērēja tikai 2400 USD.
Tādējādi ir perspektīvas automašīnām, kas izmanto saules enerģiju. Labākais veids, kā tos var īstenot kā kombinētu piedziņas sistēmu, kas nebūs atkarīga no laikapstākļiem un atmosfēras apstākļiem.
Trīs inženieri no Minhenes jau trīs gadus ir izstrādājuši ar saules enerģiju darbināmu elektromobili par pieņemamu cenu. Inženiertehniskajiem un projektēšanas darbiem vācieši savāca līdzekļus pūļa finansēšanas kampaņā, dažu mēnešu laikā savācot vairāk nekā 600 tūkstošus eiro pirmā darbojošā prototipa uzbūvēšanai un tā testēšanai. Rezultāts ir elektriskā automašīna ar nosaukumu Sion, kas aprīkota ar saules paneļiem.
Kopumā uz kompaktā korpusa tika novietoti 330 fotoelementi, kurus no mehāniskās slodzes un nelabvēlīgiem vides apstākļiem aizsargā plāns polikarbonāta pārklājums. Paši saules paneļi spēj nodrošināt Sion 30 kilometru darbības rādiusu. Sono Motors plānoja ražot “saules” elektromobili ar divām akumulatoru iespējām - ar jaudu 14,4 un 30 kWh.
Pirmajā gadījumā jaudas rezerve bija aptuveni 100 kilometri, bet otrajā - jau 250 kilometri. Tomēr tika nolemts atteikties no “junior” versijas - klientu priekšpasūtījumi tika saņemti tikai “senior” modelim. Izmantojot ātrās uzlādes sistēmu, elektromobiļa akumulatorus līdz 80% var uzlādēt no sienas kontaktligzdas tikai 40 minūtēs. Taču akumulatoru var uzlādēt arī, izmantojot saules paneļus – tikai astoņās stundās.
Uz centrālā paneļa ir neparasts salona filtrs, kura pamatā ir... sūnas. Pēc izstrādātāju domām, sūnas filtrē līdz pat 20% sīko putekļu daļiņu un tajā pašā laikā uztur nepieciešamo mitruma līmeni salonā. Ir arī 10 collu skārienekrāns. Sion Eiropā no 2019. gada tiks pārdots tikai par 16 tūkstošiem eiro, taču cenā nav iekļauts akumulators: par to jāmaksā vēl 4000, vai arī nomāt.
Saules automašīna nav jauna ideja, taču tā nekad nav pilnībā realizēta objektīvu īpašību dēļ. Tā ir ar saules enerģiju darbināmu automašīnu mazā jauda, un bija noteiktas problēmas ar saules enerģijas uzlādes efektivitāti automašīnai, kuras mēģināja atrisināt gandrīz visa pasaule. Un nevarētu teikt, ka viss bija velti – dinamika, īpaši pēdējos gados, var būt tikai iepriecinoša. Pilnīgi iespējams, ka saules automašīna aizstās mūsdienu elektromobiļus.
Saules auto - attīstība caur sacīkstēm
Ideja par ar saules enerģiju darbināmu auto tika nopietni pievērsta tikai pagājušā gadsimta otrajā pusē (viņi ar visiem spēkiem eksperimentēja pat PSRS - RAF rūpnīcā ar mikroautobusa modeli 2203), un datums vairāk vai mazāk pilnvērtīgas saules automašīnas dzimšana ir jāatzīst par 1982. gadu.
Toreiz dānis Hanss Tolstrups – izgudrotājs, uzņēmējs un ceļotājs – veica trīs tūkstošus kilometru garu reidu cauri Austrālijai ar Quiet Achiever prototipu, attīstot vidējo ātrumu nedaudz virs 20 km/h. Princips ir vienkāršs: fotoelementi, pārvēršot gaismas enerģiju elektroenerģijā, uzlādē akumulatorus, kuri, izmantojot elektromotoru, dzen riteņus. Dabiski, ka saules uzlāde automašīnai ir pastāvīga un nepārtraukta, līdz parādās mākoņi vai līst lietus.
Un tad Tolstrups nolēma attīstīt šo daudzsološo virzienu un nodibināja World Solar Challenge - pirmās saules automašīnu sacīkstes. Austrālijā, kur saule spīd gandrīz 300 dienas gadā. Interesenti atsaucās ātri, pirmais rallijs notika 1987. gadā, un pēc tam ik pēc diviem gadiem (jauna prototipa izstrādes un izgatavošanas process nav ātrākais uzdevums) Zaļajā kontinentā ieradās arvien vairāk pārdrošnieku.
Jau 1996. gadā uzvarētāju ekipāžas vidējais ātrums tuvojās 100 km/h, bet “maksimālais ātrums” bija 135 km/h. No turienes kļuva tikai labāk.
Saules automašīna - indiešu praktiskums un holandiešu funkcionalitāte
Indija var viegli konkurēt ar Austrāliju labvēlīgos laikapstākļos. Universitātes studenti Manipalā ar koncerna Tata palīdzību izstrādāja interesantu konceptauto. Viņu saules automašīna ir stiklplasta virsbūve uz cauruļveida rāmja, kuras pašmasa ir aptuveni 600 kg, kas spēj nobraukt pusotru simtu kilometru ar maksimālo ātrumu 60 km/h.
Jaudas un vadības sistēmas pamatā ir Raspberry Pi mikrodators. Turklāt galvenais indiešu uzdevums bija iespēja komerciāli izmantot šo ar saules enerģiju darbināmo automašīnu! Ne ātrums, jauda vai komforts, nē - drīzāk tas ir mēģinājums pārskatāmā nākotnē nomainīt pedikabus.
Bet Holandē viņi uzbūvēja saules automašīnu ar radikāli pretēju filozofiju. Studentu komanda no Eindhovenas uzņēmās Stella projektu — ģimenes auto, kura dizains atgādina ļoti zemu mikroautobusu. Viņi centās automašīnu padarīt pēc iespējas vieglāku (tikai 375 kilogramus!), pēc iespējas aerodinamiskāku un ērtāku.
Pirmā šīs saules automašīnas paaudze bez problēmām uzvarēja World Solar Challenge Cruiser klasē (pēc iespējas tuvāk īstām automašīnām), otrā - Stella Lux - tiek gatavota rallijam 2015. gada oktobrī.
Tas solās būt solis ceļā uz saules automašīnu masveida ražošanu: 1100 kilometru attālums ar vienu uzlādi, maksimālais ātrums ierobežots līdz 125 km/h. Zīmola funkcija: iebūvētā navigācijas sistēma arī automātiski izvēlas optimālāko maršrutu, pamatojoties uz laika prognozi.
Saules auto - angļu viltība un vācu avantūrisms
Arī britiem bija savas ambīcijas attiecībā uz forša, ar saules enerģiju darbināma auto uzbūvēšanu. Bet tie galvenokārt bija sportiski un konkurētspējīgi. Studenti no Kembridžas varēja vienlaikus izveidot aerodinamiskāko automašīnu un vienlaikus padarīt saules paneļus adaptīvus - tā, lai neviens enerģijas fotons netiktu iztērēts! Automašīna var braukt ar ātrumu 140 km/h – un arī vairāk kalpo kā prototips turpmākajām ražošanas norisēm.
Protams, Vācija nevarēja palikt malā no tēmas par ar saules enerģiju darbināmas automašīnas izstrādi. 2012. gadā vācu studenti no Bohumas metās gandrīz trīsdesmit tūkstošu kilometru (!) garā ceļojumā apkārt pasaulei miniatūrā divdurvju SolarWorld GT kupejā, kas izgatavota no oglekļa un alumīnija – sverot tikai 260 kilogramus!
Maksimālais ātrums ir 120 km/h, darbības rādiuss bez uzlādes ir 400 kilometri, ar uzlādi trīsreiz vairāk. Mašīna izrādījās jauka, lai gan Krievijas un Ukrainas ceļos puišiem klājās smagi - nācās veikt pitstopu un nomainīt riepu. Lai gan ir sudraba odere: papildu saules uzlāde automašīnai nekad nebūs lieka.
Saules auto - Austrālijas cienījams
Taču Austrālijā viņi nolēma netērēt laiku un uzreiz izvirzīja mērķi izveidot nevis vienkāršu ar saules enerģiju darbināmu auto, bet gan visdabiskāko sporta kupeju! EVX Ventures projekts Immortus ir futūristisks dizains, divi elektromotori un paātrinājums no nulles līdz simtiem septiņās sekundēs! Maksimālais ātrums ir ierobežots līdz 150 km/h, bez elektromotoru dinamikas auto spēj braukt pilsētā ar ātrumu 60 km/h, un tas, iespējams, ir gandrīz ideāls darbības variants atslābušiem austrāliešiem.
Bet cits Austrālijas projekts - Sunswift eVe - joprojām ir tikai prototips. Taču ne vienkāršs, bet gan rekordliels prototips: studenti no Jaundienvidvelsas par pusmiljonu dolāru izveidoja automašīnu, kas ar vienu uzlādi spēj nobraukt 500 kilometrus ar vidējo ātrumu vairāk nekā 100 km/h – un lai gan maksimālais ātrums ir nedaudz zemāks par Immortus projektu, arī otru "Austrāliju" plānots uzsākt neliela apjoma ražošanā. Acīmredzot pieprasījums ir.
Saules automašīna - tālā vai tuvākā nākotne
Lielākie autoražotāji, saņēmuši jūtīgu sitienu pa degunu līdz ar Teslas izlaišanu, iespējams, gatavo atbildes streiku. Un saules automašīna var par tādu kļūt.
Piemēram, Ford jau ir mēģinājis uzstādīt fotoelementus uz S-Max minivena jumta, un iegūtais koncepts izskatījās diezgan pieklājīgs. Nu mazajiem ražotājiem ir iespēja atkārtot Elona Maska un viņa elektromobiļa panākumus. Kas tam vajadzīgs? Inovācijas, inovācijas un vēl vairāk inovāciju.
Jauni viegli, spēcīgi polimēru materiāli virsbūvei un, iespējams, arī riteņiem, kā arī efektīvāki fotoelementi un elektromotori. Patīkams un acij tīkams dizains un funkcionalitāte, kas salīdzināma ar labu C klasi – tā ir panākumu atslēga.
Ņem to pats un pastāsti draugiem!
Saules automašīnas joprojām ir izstrādes stadijā un tāpēc ļoti atšķiras viena no otras pēc izskata, dizaina un pamatparametriem. Bet visām šīm automašīnām, tāpat kā šajā rakstā redzamajām automašīnām, ir kopīgi pamata modeļi. Galvenais ir saules kolektoru paneļu klātbūtne, kas absorbē saules gaismu un pārvērš to elektrībā. Lielākajā daļā modeļu šī elektroenerģija tiek uzkrāta akumulatoros, no kurienes tiek nosūtīta uz elektromotoru, kas griež riteņus.
Dizaineri cenšas izgatavot saules automašīnas, lai tās varētu efektīvāk izmantot savas enerģijas rezerves. Tāpēc lielākā daļa šo automašīnu ir izgatavotas no viegliem materiāliem, un tām ir racionalizēta forma, lai samazinātu vēja pretestību. Teorētiski saules automašīna var darboties bezgalīgi, jo tai nav nepieciešama cita degviela, izņemot saules gaismu. Turklāt tas nerada nekādas emisijas, tas ir, tas nesabojā vidi. Tomēr tam ir liels trūkums: šāda automašīna nevar pārvietoties naktī un pilnīgi mākoņainos apstākļos. Eksperti tagad strādā, lai pārvarētu šādus ierobežojumus.
Saules automašīnas diagramma
Saules paneļos saņemtā elektroenerģija pa vadiem tiek pārsūtīta uz akumulatoru, tas ir, uz akumulatoru. Akumulators darbina elektromotoru, kas griež riteņa vārpstu un riteņus. Īpaša mehāniskā transmisijas sistēma ar 12 ātrumiem ļauj efektīvi izmantot enerģiju dažādos ceļa apstākļos.
Saules baterija
Katra saules baterija sastāv no diviem silīcija slāņiem: P veida, kas ir pozitīvs vai pozitīvs, un N tipa, kas ir negatīvs vai negatīvs. Gaismai nonākot pret šādu elementu, tā P tipa slānī atbrīvo elektronus, kuri paši pāriet N tipa slānī. Saules automašīnas dzinējs izmanto šo pašreizējo rezervi.
Southern Cross automašīna
Southern Cross automašīna ir noliecams saules panelis
Japānas dienvidu krusts ir aptuveni 20 pēdas garš, sver 620 mārciņas un pārvietojas pa līdzenu virsmu ar ātrumu līdz 25 jūdzēm stundā. Tas ir aprīkots arī ar pārvietojamu saules paneli.
Pārvietojams saules panelis
Lai nodrošinātu, ka saules kolektori absorbē visvairāk gaismas, panelis var sasvērties (pa labi) pret sauli - pat tad, kad automašīna pārvietojas.
Racionalizēts kolektoru saules panelis
Kalifornijas Universitātē uzbūvētais Saules uzliesmojums piedalījās 1990. gada Pasaules Saules automašīnu sacīkstēs. Pēc tam viņš nostaigāja 1800 jūdzes pa neapdzīvotām Austrālijas kontinentālās daļas teritorijām un ieņēma 11. vietu sacensībās. Automašīna ir divdesmit pēdas gara, un tajā ir 9200 saules bateriju, kas ir plānākas par vizītkarti. Automašīnas virsbūve ir izgatavota no ar oglekli pastiprinātiem epoksīda sveķiem. Uz kuģa ir sudraba-cinka akumulators. Ar vienu uzlādi – bez papildu saules enerģijas – pietiek 125 jūdžu braucienam.
Skrējiens pāri Austrālijai nebija bez izaicinājumiem. Aizmugurējā riteņa piedziņai izmantotā ķēdes piedziņa bieži plīsa, gluži kā motociklam. Un riepas bieži tika pārdurtas. Negaidītas apstāšanās samazināja vidējo ātrumu. Sacensību laikā tas izrādījās 27 jūdzes stundā paredzēto 42 jūdzes stundā vietā. Pēc tehniskām modifikācijām "Solar flare" 1991. gadā piedalījās divās autosacīkstēs ASV un tajās uzvarēja.
Skatījumi: 5981Pēdējā desmitgadē tik neizsīkstošs enerģijas avots kā saules gaisma arvien vairāk ir piesaistījis pasaules sabiedrības uzmanību. Saules enerģijas izmantošana transportam ir daudzsološs virziens transporta tehnoloģiju attīstībā.
Saules transporta grupā ietilpst visi sauszemes, ūdens un gaisa transporta līdzekļi, kas kustībai izmanto saules enerģiju. Šādas iekārtas parasti ir aprīkotas ar saules paneļiem, kuru fotoelementi pārvērš redzamo saules gaismu, infrasarkano un ultravioleto starojumu
elektroenerģiju, ko pēc tam izmanto to elektromotoru darbināšanai.
Neskatoties uz to, ka saules paneļu kā transportlīdzekļu enerģijas elementu izmantošana ir diezgan perspektīva, pastāv virkne faktoru, kas negatīvi ietekmē saules tehnoloģiju izstrādes un ieviešanas ātrumu globālajā infrastruktūrā. Kamēr saules paneļu izmantošana nodrošina augstu elektrisko transportlīdzekļu efektivitāti skaidrā, saulainā laikā, vakarā un naktī, kā arī drūmās dienās, šo fotoelementu izmantošana ir pilnīgi nepraktiska. No tā izriet, ka lielākajā daļā moderno elektrotransporta veidu saules paneļus ieteicams izmantot tikai kā papildu akumulatorus elektromotoriem kopā ar standarta akumulatoriem.
Lai gan saules gaismu var izmantot pilnīgi bez maksas, saules paneļu elementu izveide ir diezgan dārga. Turklāt 90 procenti saules paneļu ir izgatavoti no silīcija, kas padara to ražošanu videi nedrošu. Šis faktors ir viens no galvenajiem iemesliem, kas bremzē saules transporta tehnoloģiju straujo attīstību pasaulē.
Saules moduļu kalpošanas laiks ir aptuveni 30 gadi. Tradicionālo saules paneļu ražotāji saviem produktiem parasti nodrošina 10 gadu garantiju. Tomēr problēma ar šo elementu efektīvu izmantošanu elektriskajos transportlīdzekļos ir tāda, ka lielākā daļa fotoelektrisko paneļu ir paredzēti pastāvīgai uzstādīšanai un nespēj izturēt vibrācijas. Turklāt saules paneļi ir diezgan lieli un ievērojami palielina transportlīdzekļa konstrukcijas svaru.
Lielākajai daļai saules bateriju efektivitāte ir 10%, un tikai dažu - 15%. Tāpēc saules automašīnas varēs konkurēt ar benzīna automašīnām tikai pēc modernāku un lētāku saules bateriju izlaišanas, kuru efektivitāte ir vismaz 50%.
Saules transportlīdzekļos izmantoto saules bateriju darbības princips ir radīt līdzstrāvu, kad saules gaisma skar to silīcija plāksnes. Veidojot saules bateriju masīvu, tiek izmantoti desmitiem šādu plāksnīšu, jo viena silīcija plāksne nespēj radīt ievērojamas strāvas. Loģiski, ka saules paneļu kopējā jauda ir atkarīga no kopējā tajā izmantoto silīcija plāksnīšu skaita un to radītā virsmas laukuma. Saules paneļu veiktspēja ir tieši atkarīga no saules starojuma intensitātes un saules moduļu izvietojuma leņķa.
Saules paneļu radītā elektriskā enerģija dienas laikā tiek uzkrāta transportlīdzeklī uzstādītajos papildu akumulatoros un pēc tam tiek izmantota transportlīdzekļa pārvietošanai.
Fotoelektrisko elementu izmantošana var ievērojami palielināt elektrisko transportlīdzekļu diapazonu, neuzlādējot vilces akumulatorus no elektrotīkla.
Saules transportlīdzekļu veidi
Saules automašīnas (ar saules enerģiju darbināmi elektriskie transportlīdzekļi)
Saules automašīnas izmanto fotoelementus, lai pārvērstu saules enerģiju elektrībā, kas pēc tam darbina elektromotoru. Parasti saules automašīnas dienas laikā darbojas ar saules gaismu un naktī izmanto enerģiju no standarta akumulatoriem.
Saules automašīnu dizains atšķiras no tradicionālajiem. Gandrīz viss to ārējais korpuss ir pārklāts ar saules paneļiem. Tā kā saules paneļi ir diezgan lieli, šo transportlīdzekļu ražotāji dara visu iespējamo, lai uzlabotu aerodinamiku un samazinātu saules transportlīdzekļu kopējo svaru. Lielākā daļa praktisko saules automašīnu modeļu ir paredzēti viena vai divu pasažieru pārvadāšanai.
Pirmais saules automašīnas modelis, ko izstrādājis William Koob, tika prezentēts starptautiskā izstādē Čikāgā tālajā 1955. gadā. Šī transportlīdzekļa radītājs visiem apliecināja, ka saules automašīnas sagaida gaiša nākotne, un drīz ar tām būs piesātinātas visas pasaules šosejas. Likās, ka Koobam būtu taisnība, bet nez kāpēc viss neizdevās, kā cerēts... Saules auto izstrādes projekta finansējums tika slēgts lielās autobūves kompānijas Ford ietekmē. Un tikai 80. gados, kad pasaules sabiedrība patiešām sāka norūpēties par vides stāvokli, atkal atgriezās ideja par saules automašīnu ražošanu.
Pirmā sērijveida saules automašīna Venturi Astrolab tika izlaista 2006. gadā. Modelis bija aprīkots ar asinhrono elektromotoru ar 16 kW jaudu un 50 Nm griezes momentu, 7 kWh niķeļa-metāla hibrīda akumulatoru un 600 W saules paneļa akumulatoru.
Saules paneļi
Kā minēts iepriekš, saules paneļus var veidot desmitiem fotoelementu, kas var pārvērst saules gaismu elektrībā. Atsevišķas saules baterijas veido moduļus, kas, salikti kopā, veido saules paneļu masīvu. Lieli saules paneļu bloki spēj saražot vairāk nekā 2 kW elektroenerģijas.
Saules paneļu izvietojums saules transportlīdzekļos var būt:
- horizontāli. Šis ir visizplatītākais saules paneļu izkārtojuma veids saules transportlīdzekļos. Parasti tie ir integrēti šajos transportlīdzekļos brīvas nojumes veidā.
- vertikāli. Šis fotoelektrisko elementu masīva izvietojums ir daudz retāk sastopams nekā horizontāls. Parasti šāda plāna izvietošana ir raksturīga transportlīdzekļiem, kas papildus saules enerģijai izmanto vēja enerģiju, lai nodrošinātu savu darbību.
- ar regulējamu slīpumu.
- integrēta visā transportlīdzekļa ārējā virsmā. Dažu veidu automašīnās ražotāji pārklāj katru korpusa ārējās struktūras collu ar fotoelementiem, daži fotoelementi vienmēr ir pakļauti saulei, bet citi atrodas ēnā.
- tālvadības pults
Tipisks saules automobilis var nobraukt aptuveni 400 km ar enerģiju, ko visas dienas garumā saražo saules panelis. Ātrākā saules automašīnas rekordists ir Sunswift IV, kuru izstrādāja Jaundienvidvelsas universitātes studentu grupa. Šī saules automašīna var paātrināties līdz 88,8 km/h. Projekta Sunswift IV rekorda ātrums tika fiksēts un ierakstīts Ginesa rekordu grāmatā 2011. gada 7. janvārī, un pašiem studentu radītājiem tika piešķirts sertifikāts, kas apliecina viņu attīstības unikalitāti. Automašīnai uzstādītā saules paneļa jauda bija 1200 W, kas ir vienāda ar parastā matu žāvētāja enerģijas patēriņu.
Sunswift IV ir pārspējis ātruma rekordu, ko iepriekš uzstādīja General Motors Sunraycer.
Saules autobusi
Solar ir elektriskie autobusi, kuru dzinēji lielākoties tiek darbināti ar saules paneļiem, kas uzstādīti uz jumta. Saules paneļu izmantošana autobusos var samazināt enerģijas patēriņu un pagarināt to vilces akumulatoru dzīves ciklu.
Saules autobusiem nav nekā kopīga ar parastajiem autobusiem, kuros saules baterijas tiek izmantotas, lai nodrošinātu papildu jaudu transportēšanas piederumiem (apkures sistēmām, gaisa kondicionēšanai utt.). Šis papildu aprīkojums autobusiem mūsdienās ir visizplatītākais.
Saules velosipēdi un motocikli
Tikai daži cilvēki zina, ka pirmie transportlīdzekļi, kas tika aprīkoti ar saules baterijām, bija elektriskie velosipēdi, un lielākajā daļā izstrādņu tika izmantotas trīsriteņu velosipēdu konstrukcijas. Šajos transportlīdzekļos saules fotoelementi tika uzstādīti šarnīra, diezgan liela jumta veidā, neliels panelis aizmugurē, bagāžas nodalījumā, piekabē, kas piestiprināta pie trīsriteņa, vai gar visu racionalizētā jumta ārējo virsmu (pēdējā konfigurācija ir raksturīga tikai slēgtiem modeļiem). Nedaudz vēlāk tika izveidots saules velosipēda modelis ar pārnēsājamu salokāmu saules bateriju paneli, ar kuru bija iespējams uzlādēt vilces akumulatorus stāvvietā.
Saules velosipēdi ir hibrīdie elektriskie modeļi, kas izmanto saules paneļu elementus kopā ar tradicionālo velosipēdu elektroiekārtu. Saules baterijas, kas pārvērš gaismas plūsmu elektroenerģijā, nodrošina vilces akumulatoru uzlādi gan braukšanas laikā, gan stāvēšanai. Līdzīga saules uzlādes sistēma tiek izmantota saules motociklos.
Pirmo pilnībā saules velosipēdu, kas spēj pārvietoties, izmantojot tikai saules starus, 2006. gadā izstrādāja kanādietis Pīters Sandlers. Izgudrojumu sauca par E-V Sunny Bicycle. Šajā modelī saules paneļi tika integrēti riteņos. Saules paneļu radītā enerģija ļāva velosipēdam paātrināties līdz 30 km/h.
Saules bateriju izmantošana dzelzceļa un ūdens transportā
Patlaban vairākās valstīs notiek saules paneļu sistēmu uzstādīšana noteiktos elektrificētajos dzelzceļa posmos. No saules paneļiem veidotie tuneļi nodrošina elektrību vilcieniem, kas steidzas garām pat superātrumā. Šādas saules enerģijas iekārtas spēj saražot tūkstošiem megavatstundu elektroenerģijas. Līdzīgs saules paneļu tunelis 3,4 km garumā veiksmīgi darbojas, piemēram, starp Parīzi un Amsterdamu.
Arī paši vilcieni ir aprīkoti ar saules paneļiem. Lielisks piemērs ir lokomotīve, kas kursē Indijā, ko sauc par Himalaju karalieni starp Kalkas un Šimlas stacijām. Šis vilciens ir aprīkots ar 100 W saules paneļiem, kas ļauj tam pārvietoties ar vienu uzlādi aptuveni divas dienas.
Vēl nesen saules enerģijas laivas bija tikai upēs un kanālos, bet 2007. gadā Saules laiva Sun 21 veica savu pirmo eksperimentālo ilgtermiņa braucienu. Viņa šķērsoja Atlantijas okeānu tikai 29 dienās, nopelnot Ginesa rekordu par pasaulē ātrāko transatlantisko šķērsošanu, izmantojot tikai saules enerģiju. Saules laiva bija aprīkota ar saules paneļiem, kuru enerģija ļāva tai visu diennakti pārvietoties ar stabilu ātrumu 10-12 km/h.
2012. gada maijā saules enerģijas kuģis Turanor PlanetSolar pabeidza savu ceļojumu apkārt pasaulei. 30 metrus garais un 15,2 metrus platais saules kuģis Monako ostu atstāja 2010. gada septembrī. Šis ir pirmais ceļojums apkārt pasaulei, kas pilnībā veikts, izmantojot saules enerģiju. Turanor PlanetSolar ir lielākais jebkad uzbūvētais ūdens transportlīdzeklis.
Gaisa transportlīdzekļi
Inženieri visā pasaulē strādā, lai radītu gaisa transportlīdzekļus, kas aprīkoti ar saules paneļiem. Mūsdienās saules un hibrīddirižabļi ir visizplatītākie starp saules gaisa transportu.
Īpaša interese ir bezpilota lidaparātu (UAV) attīstība. Saules enerģija varētu ļaut tiem palikt gaisā pat vairākus mēnešus. Šādi gaisa transportlīdzekļi varētu atrisināt dažas problēmas, kas līdzīgas satelītiem.
Pirmais veiksmīgais eksperimentālais 48 stundu Saules drona lidojums notika 2007. gada septembrī.
2010. gadā Saules lidmašīna Šveicē pabeidza 26 stundu testa lidojumu, kas sākās 8. jūlijā pulksten 7 un beidzās nākamās dienas pulksten 9. Lidmašīna vispirms pacēlās aptuveni 8500 metru augstumā, bet vakara gaitā noslīdēja līdz 1500 metru augstumam, kur palika pa nakti. Tikai 15 dienas vēlāk, 2010. gada 23. jūlijā, Lielbritānijas aizsardzības uzņēmums QinetiQ organizēja sava Zephyr-6 īpaši vieglā bezpilota lidaparāta modeļa eksperimentālu lidojumu. Šis lidojums kļuva par rekordu – 30 kg smags bezpilota lidaparāts pavadīja gaisā vairāk nekā divas nedēļas (336 stundas), lidojot Arizonas debesīs.
Saules enerģija kosmosa kuģiem
Saules enerģiju bieži izmanto, lai darbinātu satelītus un kosmosa kuģus, kas darbojas Saules sistēmā, jo tā var kalpot kā enerģijas avots diezgan ilgu laiku bez liekās degvielas masas.
Satelītos ir vairāki radio raidītāji, kuriem jādarbojas pastāvīgā režīmā. Saules enerģija parasti netiek izmantota, lai pielāgotu satelīta pozīciju, tomēr tā tiek izmantota degvielas padeves procesa atbalstam.
© Sergejs Voltērs 2013
Jebkāda rakstu materiālu kopēšana, pārdrukāšana un izplatīšana bez autortiesību īpašnieka atļaujas ir aizliegta un ierosināta ar likumu. Autortiesību pārkāpums tiks izskatīts saskaņā ar Ukrainas likuma “Par autortiesībām un blakustiesībām” 52. pantu, Ukrainas Kriminālkodeksa 176. pantu, Ukrainas Civilkodeksa 432. pantu, Ukrainas kodeksa 51.-2. par administratīvajiem pārkāpumiem.
