Как все начиналось
Первый автомобиль на солнечных батареях был представлен миру компанией General Motors в 1955 году. Это была не полноценная машина, а тихоходная модель размером 40 см, по всей поверхности которой располагались фотоэлементы. Она демонстрировала идею, принципиально новый подход к автомобилестроению.
1987 год — в Австралии впервые стартовали соревнования среди машин, передвигающихся за счет энергии Солнца — The Bridgestone World Solar Challenge и с тех пор проводятся регулярно. В последнее время — каждые два года. В 2015 году принимали участие 43 команды из 23 стран. В 2017 году участники отпразднуют тридцатилетие гонок. Во время соревнования машины преодолевают 3022 км. Едут они по обычным автомобильным дорогам, используя только солнечную энергию.
Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии
Россия, до настоящего времени, участия в этих соревнованиях не принимала. Первый в истории нашей страны электромобиль на солнечных батареях разрабатывает команда из 20 студентов Санкт-Петербургского политехнического университета. Уже летом этого года они планируют доехать на солнцемобиле из Санкт-Петербурга до Сочи, а в октябре принять участие в соревнованиях в Австралии. Кузов машины будет изготовлен из армидных сот и углепластика, которые раньше использовались только в космической промышленности. Благодаря применению этих материалов, максимально уменьшится вес машины, что позволит добиться высокой скорости. Модель получила имя SOL.
Все машины, принимающие участие в гонках, создаются специально для них и серийно не производятся.
Автомобиль на солнечных батареях: почему не выпускают серийно?
В 2008 году появились первые коммерческие машины на солнечных батареях: компания Venturi заявила о выпуске модели Astrolab, которую может приобрести любой желающий за 92 000 евро. Развивает скорость до 120 км/час, вмещает 2 человека. Без подзарядки способна преодолеть 110 км.
В 2016 году немецкая компания Sono Motors анонсировала выпуск двух серийных моделей автомашины SION с солнечными панелями. Первая — Extender, может проехать 250 км без подзарядки. Заявленная стоимость — 16 000 евро. Вторая — Urban. Стоимость —12 000 евро, способна преодолеть 120 км без подзарядки. Машина находится в стадии разработки и интересна еще тем, что в системе вентиляции используется живой лишайник в качестве воздушного фильтра. Испытания показали, что он не требует ухода и полива, самостоятельно добывает влагу, необходимую для поддержания жизнеобеспечения, из воздуха; не подвержен плесени; обладает высокой устойчивостью к огню. Тест драйв прототипа запланирован на июль 2017 года (г. Мюнхен).
Причины, по которым автомобили на солнечных батареях пока не получили широкого распространения: высокая стоимость фотоэлементов и низкий коэффициент полезного действия. Чтобы установить достаточное количество модулей на машине, требуется большая площадь, габариты и вес машины увеличиваются, а это сказывается на скорости. Коэффициент полезного действия в среднем составляет от 18 до 24%, в зависимости от используемых элементов.
Возможен ли прорыв?
Цена на солнечные батареи за последние 30 лет уменьшилась в 135 (!) раз, а КПД увеличился. Одно из последних достижений компании BOEING — в ее дочерней фирме Spectrolab разработаны ячейки с коэффициентом полезного действия — 30%. Как только удастся достигнуть 50%, эксплуатация авто на солнечных батареях станет экономически выгодным. Наряду с этим растет емкость и уменьшается вес аккумуляторов.
Введен в действие закон, по которому автозаправочные станции по всей России должны обеспечивать возможность подзарядить электромобили. Пока в Санкт-Петербурге только 5 таких заправок, а в Москве — 30, но это только начало. Сочетание всех факторов позволяет специалистам утверждать, что уже в ближайшее время автомобиль на солнечных батареях станет обычным явлением в нашей жизни.
Солнечная энергия в нашей жизни
Процесс неизбежен, потому что принесет выгоду человечеству. Прежде всего, это экологическая составляющая: резко уменьшится загрязнение окружающей среды. При разработке нефтяных месторождений, добыче, переработке и использовании нефти и газа, мы наносим вред природе. Кроме того, рано или поздно их не станет. Солнечная энергия бесплатна и бесконечна, нужно только научиться ее сохранять.
Еще 35 лет назад о солнечных батареях мало кто слышал, а сейчас они становятся частью нашей жизни. Фотоэлементы используют в различных областях, например:
- в конце 2016 года во Франции открылась первая в мире автомобильная дорога, 1 км которой вымощен такими панелями. Планируют, что она сможет обеспечить ночное освещение улиц в городе;
- в западной части Японии с 2015 года функционирует самая крупная в мире плавающая электростанция на фотоэлементах мощностью 2,3 мВт;
- при производстве миниатюрных игрушек. Популярностью пользуется игрушечная машинка на солнечной батарее. Ее размер меньше спичечного коробка. Можно купить порхающих бабочек и птичек колибри, прыгающих лягушек, которым не нужны батарейки.
Автомобиль на солнечных батареях: как можно использовать
Автомобиль на солнечных батареях для частных лиц пока не выгодно использовать в качестве единственного источника энергии из-за их высокой себестоимости, но как источник постоянной подзарядки аккумулятора — это очень удобно. Особенно, если автомобиль стоит много дней без движения, используется при низких температурах или, наоборот, активно эксплуатируется не только машина, но и множество гаджетов в ней: медиасистема, мобильные телефоны, холодильник, переносной телевизор — все, что потребляет много энергии. В таких условиях аккумулятор приходится часто подзаряжать, а это требует времени и сил. Несколько лет назад на отечественном рынке появились удобные устройства, которые уже оценили автолюбители. Они помогают поддерживать заряд аккумулятора на должном уровне. Состоят из панели с фотоэлементами, контроллера и, в некоторых случаях, инвертора.
В нашей стране распространение получили изделия российской компании Телеком-СТВ и канадской SunForce. Встречаются подобные товары и китайского производства, но прежде чем их купить, почитайте отзывы: в некоторых моделях корпус изготовлен из некачественного пластика, который плавится при высоких температурах.
Производители предлагают несколько видов устройств для автомобиля, отличающихся размерами. Для подзарядки гаджетов можно разместить небольшую батарею на фотоэлементах на приборной панели машины. Она снимет нагрузку с аккумулятора, но подзарядить его не сможет — не хватит мощности. Чтобы поддерживать уровень заряда, достаточно 5 – 6 Вт, а для полной зарядки потребуется свыше 30 Вт. Для этой цели применяется солнечная батарея на автомобиль размером 1 кв. ми больше. Чаще всего ее устанавливают стационарно на крышу автомобиля, но есть и складной вариант, который можно хранить в багажнике и использовать при необходимости.
Какую модель выбрать?
Своими руками на крыше машины можно установить, например, отечественную панель «ТСМ-15F» размером 60х27х0,5 см, напряжением 1 А и мощностью 15 Вт, или более мощную (17 Вт и 1,5 А) модель канадского производства Sun Force размером 97х35х4 см. Первый вариант имеет КПД — 22%, изготовлена в герметичном прочном гибком корпусе, ее можно складывать. Автолюбители крепят такие панели силиконовым герметиком.
Второй вид имеет жесткую конструкцию и укомплектован контроллером, вилкой для прикуривателя и клеммами для подсоединения к аккумулятору. Модель тяжелее, крепится на саморезы. Работает в дождь и туман.
Неплохая модель Sunsei SE-500 — имеет размер 38х36х3 см, мощность 7,5 Вт, напряжение 0,6 А. Для полной зарядки аккумулятора не годится, нужно покупать несколько изделий. Способна поддерживать заряд несколько часов. Крепится на штатив и имеет влагонепроницаемый чехол. В комплекте клеммы и вилка для прикуривателя.
Если вы решили модернизировать свой автомобиль, помните, что панель нельзя оставлять на солнце надолго, без контроля, подключенной к аккумулятору, можно его загубить. Чтобы этого не произошло, обязательно используйте контроллер или проверяйте уровень заряда вручную.
Использование панелей с фотоэлементами в качестве подзарядки аккумулятора — отличная идея, которая понравилась многим автолюбителям. Автомобиль на солнечных батареях в скором будущем станет повседневной реальностью.
