Xe chạy bằng năng lượng mặt trời. Quan điểm và quan điểm

Trong việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế, các công ty xe hơi đang đầu tư rất nhiều vào đổi mới. Nhờ đó, thế giới ô tô đã nhận được những chiếc xe điện thực sự hiệu quả, cũng như các đơn vị điện chạy bằng nhiên liệu hydro.

Về động cơ hydro, chúng tôi đã gần đây đã nói... Hãy tập trung hơn một chút vào xe điện. Ở phiên bản cổ điển, đây là một chiếc xe có pin khủng (mặc dù đã có mô hình siêu tụ điện), được sạc từ nguồn điện hộ gia đình, cũng như tại nhà ga của trạm xăng.

Cho rằng một lần sạc, đặc biệt là trong thời tiết lạnh giá, không kéo dài lâu, các kỹ sư đang cố gắng trang bị thêm cho xe hệ thống thu năng lượng hữu ích, được giải phóng trong quá trình chuyển động của xe. Do đó, hệ thống thu hồi năng lượng thu thập động năng từ hệ thống phanh, và khi xe đang dừng, khung xe hoạt động như một máy phát điện.

Một số mẫu xe được trang bị động cơ đốt trong, chỉ hoạt động như một máy phát điện, bất kể xe có đang chạy hay không. Một ví dụ về những chiếc xe như vậy là Chevrolet Volt.

Có một hệ thống khác cho phép bạn có được năng lượng cần thiết mà không có khí thải độc hại. Đây là những tấm pin mặt trời. Cần phải thừa nhận rằng công nghệ này đã được sử dụng từ lâu, chẳng hạn như trong tàu vũ trụ, cũng như để cung cấp năng lượng cho các nhà máy điện.

Bạn có thể nói gì về khả năng sử dụng công nghệ này trong xe điện?

Đặc điểm chung

Tấm pin năng lượng mặt trời hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển đổi năng lượng của ánh sáng thành điện năng. Để chiếc xe có thể di chuyển bất cứ lúc nào trong ngày, năng lượng phải được tích vào ắc quy. Nguồn điện này cũng phải cung cấp lượng điện cần thiết cho những người tiêu dùng khác cần thiết để lái xe an toàn (ví dụ, cần gạt nước và bóng đèn pha) và để tạo sự thoải mái (ví dụ, sưởi ấm khoang hành khách).

Một số công ty ở Hoa Kỳ là những người đầu tiên thử công nghệ này vào những năm 1950. Tuy nhiên, bước thực tế này đã không thành công. Nguyên nhân là do thiếu pin dung lượng cao. Do đó, chiếc xe điện có quá ít năng lượng dự trữ, đặc biệt là trong bóng tối. Dự án đã bị hoãn lại cho đến thời điểm tốt hơn.

Trong những năm 90, họ lại quan tâm đến công nghệ này vì có thể tạo ra pin với hiệu suất ngày càng cao. Nhờ đó, mô hình có thể thu thập nhiều năng lượng hơn, sau đó có thể được sử dụng trong khi di chuyển.

Sự phát triển của vận tải điện giúp cho việc sử dụng điện tích hiệu quả hơn. Ngoài ra, mọi công ty ô tô đều quan tâm đến việc giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách giảm lực cản từ hộp số, luồng không khí tới và các yếu tố khác. Điều này cho phép bạn tăng mức dự trữ năng lượng trong một lần sạc lên hơn một km. Bây giờ khoảng này được đo bằng vài trăm km.

Ngoài ra, sự phát triển của các sửa đổi cơ thể trọng lượng nhẹ và các đơn vị khác nhau đã giúp ích rất nhiều trong việc này. Điều này làm giảm trọng lượng của xe, ảnh hưởng tích cực đến tốc độ của xe. Tất cả những phát triển sáng tạo này được sử dụng trong các phương tiện năng lượng mặt trời.

Động cơ được lắp đặt trên những chiếc xe như vậy đáng được quan tâm đặc biệt. Đây là những mô hình không chổi than. Những sửa đổi như vậy sử dụng các phần tử từ tính hiếm đặc biệt làm giảm lực cản lăn và cũng tăng công suất của nhà máy điện.

Một lựa chọn khác có hiệu quả tối đa là sử dụng bánh xe cơ giới. Vì vậy nhà máy điện sẽ không lãng phí năng lượng để vượt qua lực cản từ các phần tử truyền tải khác nhau. Giải pháp này sẽ đặc biệt thiết thực đối với một chiếc ô tô có kiểu nhà máy điện hybrid.

Sự phát triển mới nhất cho phép sử dụng nhà máy điện trên hầu hết mọi loại xe bốn bánh. Sửa đổi này là một loại pin linh hoạt. Nó có khả năng tạo ra điện hiệu quả và có nhiều dạng. Nhờ đó, bộ nguồn có thể được lắp đặt ở các bộ phận khác nhau của xe.

Việc sạc pin được thực hiện từ bảng điều khiển, chủ yếu nằm trên đầu xe, vì mái nhà có cấu trúc phẳng và cho phép bạn đặt các phần tử ở góc vuông với tia nắng mặt trời.

Các phương tiện năng lượng mặt trời là gì

Hầu hết mọi công ty đang phát triển các phương tiện năng lượng mặt trời hiệu quả. Dưới đây là một số dự án xe ý tưởng mà chúng tôi đã hoàn thành:

• Xe điện của Pháp với loại nguồn điện này là Venturi Eclectic. Khái niệm này được phát triển vào năm 2006. Xe được trang bị nhà máy điện có công suất 22 mã lực. Tốc độ vận chuyển tối đa là 50 km / h, trong đó phạm vi bay là XNUMX km. Nhà sản xuất sử dụng máy phát điện gió như một nguồn năng lượng bổ sung.
• Astrolab Eclectic là một sự phát triển khác của cùng một công ty Pháp, chạy bằng năng lượng mặt trời. Điểm đặc biệt của chiếc xe là nó có phần thân hở, và bảng điều khiển được đặt xung quanh chu vi xung quanh người lái và hành khách của anh ta. Điều này giữ cho trọng tâm càng gần mặt đất càng tốt. Mẫu xe này tăng tốc lên 120 km / h. Bản thân pin có dung lượng lớn và nằm ngay dưới tấm pin mặt trời. Công suất của cài đặt là 16 kW.
• Xe năng lượng mặt trời Hà Lan cho cả gia đình - Stella. Mô hình được phát triển bởi một nhóm sinh viên vào năm 2013. Chiếc xe đã nhận được một hình dạng tương lai, và thân được làm bằng nhôm. Quãng đường tối đa mà ô tô có thể đi được là khoảng 600 km.
• Năm 2015 chứng kiến ​​sự xuất hiện của một mô hình hoạt động khác, Immortus, được tạo ra bởi EVX Ventures từ Melbourne, Australia. Chiếc ô tô điện hai chỗ ngồi này có một tấm pin mặt trời khá tốt, diện tích là 2286 cm vuông. Trong điều kiện trời nắng, xe có thể di chuyển cả ngày mà không cần sạc lại ở bất kỳ quãng đường nào. Để cung cấp năng lượng cho mạng trên tàu, người ta sử dụng pin có công suất chỉ 10 kw / h. Vào những ngày nhiều mây, chiếc xe có khả năng bao quát quãng đường 399 km, thậm chí sau đó đạt tốc độ tối đa 59 km / h. Công ty có kế hoạch tung ra mô hình này trong một loạt, nhưng giới hạn - chỉ khoảng một trăm bản. Chi phí của một chiếc xe như vậy sẽ là khoảng 370 nghìn đô la.
• Một chiếc xe khác sử dụng loại năng lượng này cho kết quả tốt, ngay cả khi là một chiếc xe thể thao. Mô hình Green GT của Solar World GT có công suất 400 mã lực và tốc độ giới hạn 275 km một giờ.
• Năm 2011, một cuộc cạnh tranh giữa các phương tiện sử dụng năng lượng mặt trời đã diễn ra. Nó đã được chiến thắng bởi Tokai Challenger 2, một chiếc xe điện của Nhật Bản sử dụng năng lượng mặt trời. Chiếc xe chỉ nặng 140 kg và tăng tốc lên 160 km / h.

Tình hình hiện tại

Vào năm 2017, công ty Sono Motors của Đức đã giới thiệu mẫu xe Sion, mẫu xe đã được đưa vào sử dụng. Giá thành của nó là từ 29 USD. chiếc xe điện này đã nhận được các tấm pin mặt trời gần như trên toàn bộ bề mặt của thân xe.

Xe tăng tốc lên 100 km / h. trong 9 giây và tốc độ giới hạn là 140 km / giờ. Pin có công suất 35 kW / h và khả năng dự trữ năng lượng trong 255 km. Tấm pin năng lượng mặt trời cung cấp một lượng nhỏ sạc lại (trong một ngày dưới ánh nắng mặt trời, pin sẽ chỉ được sạc lại để đi được khoảng 40 km), nhưng chiếc xe không thể được lái hoàn toàn bằng năng lượng này.

Vào năm 2019, các kỹ sư Hà Lan từ Đại học Eindhoven đã thông báo bắt đầu thu thập đơn đặt hàng trước để sản xuất một phiên bản giới hạn Lightyear. Theo các kỹ sư, mẫu xe này thể hiện các thông số của một chiếc xe điện lý tưởng: phạm vi hoạt động lớn trong một lần sạc và khả năng tích lũy đủ năng lượng cho một chuyến đi dài.

Một số thành viên trong nhóm đã từng làm việc cho Tesla và các công ty ô tô nổi tiếng khác, những người nghiêm túc tham gia vào việc tạo ra những chiếc ô tô điện hiệu quả. Nhờ kinh nghiệm này, nhóm nghiên cứu đã chế tạo ra một chiếc xe có mức dự trữ năng lượng cực lớn (tùy thuộc vào tốc độ vận chuyển mà thông số này dao động từ 400 đến 800 km).

Như nhà sản xuất hứa hẹn, chiếc xe sẽ có thể đi khoảng 20 nghìn km mỗi năm chỉ bằng năng lượng mặt trời. Dữ liệu này khiến nhiều người đam mê ô tô quan tâm, nhờ đó công ty có thể thu hút khoảng 15 triệu euro đầu tư và thu về gần trăm đơn đặt hàng trước trong một khoảng thời gian ngắn. Đúng, chi phí của một chiếc xe như vậy là 119 nghìn euro.

Cùng năm đó, nhà sản xuất ô tô Nhật Bản đã công bố thử nghiệm mẫu xe hybrid chạy bằng năng lượng mặt trời Prius trên toàn quốc. Theo hứa hẹn của đại diện hãng, chiếc máy này sẽ có tấm nền siêu mỏng, được dùng trong du hành vũ trụ. Điều này sẽ cho phép máy độc lập với phích cắm và ổ cắm nhất có thể.

Đến nay, người ta biết rằng mô hình có thể được sạc lại trong thời tiết nắng chỉ 56 km. Hơn nữa, xe có thể đứng trong bãi đậu xe hoặc chạy dọc đường. Theo kỹ sư hàng đầu của bộ phận, Satoshi Shizuki, mô hình này sẽ không sớm được phát hành trong loạt phim, vì trở ngại chính của việc này là không thể tạo ra pin mặt trời hiệu suất cao cho người lái xe thông thường.

Ưu và nhược điểm của ô tô năng lượng mặt trời

Vì vậy, một chiếc ô tô năng lượng mặt trời cũng giống như một chiếc ô tô điện, chỉ khác là nó sử dụng một nguồn điện bổ sung - một tấm pin mặt trời. Giống như bất kỳ loại xe điện nào, loại xe này có những ưu điểm sau:

• Không phát thải, nhưng chỉ trong trường hợp sử dụng riêng điện;
• Nếu động cơ đốt trong chỉ được sử dụng làm máy phát điện thì điều này cũng có tác dụng tích cực đến tính thân thiện với môi trường của phương tiện giao thông. Bộ nguồn không bị quá tải, do đó MTC đốt cháy hiệu quả;
• Mọi dung lượng pin đều có thể sử dụng được. Điều quan trọng nhất là chiếc xe có thể đưa cô ấy đi;
• Sự vắng mặt của các đơn vị cơ khí phức tạp đảm bảo tuổi thọ làm việc lâu hơn của xe;
• Sự thoải mái cao khi lái xe. Trong quá trình vận hành, nhà máy điện không ù, và cũng không rung;
• Không cần phải tìm kiếm một loại nhiên liệu phù hợp cho động cơ;
• Sự phát triển hiện đại đảm bảo việc sử dụng hiệu quả năng lượng được giải phóng trong bất kỳ phương tiện giao thông nào, nhưng không được sử dụng trong ô tô thông thường.

Đối với tất cả các nhược điểm của xe điện, xe năng lượng mặt trời có những nhược điểm sau:

• Các tấm pin mặt trời quá đắt. Tùy chọn ngân sách yêu cầu một khu vực tiếp xúc lớn với ánh sáng mặt trời và các sửa đổi nhỏ gọn được sử dụng trong tàu vũ trụ và quá đắt đối với những người đam mê xe hơi thông thường;
• Xe chạy bằng năng lượng mặt trời không mạnh và nhanh như xe chạy xăng hay diesel thông thường. Mặc dù đây là một điểm cộng cho sự an toàn của phương tiện giao thông như vậy - sẽ có ít phi công trên những con đường không coi trọng tính mạng của người khác;
• Việc bảo trì những chiếc xe như vậy là không thể, vì ngay cả các trạm dịch vụ chính thức cũng không có chuyên gia hiểu rõ về việc lắp đặt như vậy.

Đây là những lý do chính tại sao ngay cả các bản sao làm việc vẫn nằm trong danh mục khái niệm. Rõ ràng, mọi người đều đang chờ đợi một ai đó sẽ cố tình chi ra những khoản tiền khổng lồ để mọi việc suôn sẻ. Điều tương tự đã xảy ra khi nhiều công ty có các mô hình xe điện đang hoạt động. Tuy nhiên, cho đến khi công ty của Elon Musk gánh toàn bộ gánh nặng, không ai muốn tiêu tiền của mình mà quyết định đi con đường vốn đã bị đánh bại.

Dưới đây là tổng quan nhanh về một chiếc xe như vậy, Toyota Prius:

Chà! Toyota Prius trên tấm pin mặt trời!