Susitelk! Saulės lėktuvo atnaujinimas!

Šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo mažinimas yra universalus komercinės aviacijos pramonės iššūkis. Šis sektorius sudaro 2,6 proc. pasaulinio išmetamųjų teršalų kiekio ir gali padidėti iki 5 proc., nes pramonė dekarbonizacijos procese atsilieka nuo kitų sektorių.

Iki 2030 m. daugiau žmonių keliaus lėktuvu, o dabartiniai oro linijų įsipareigojimai naudoti mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančius alternatyvius degalus tik iš dalies kompensuos šią plėtrą.

Orlaivių naudojama saulės energija

Per vieną valandą žemės paviršių pasiekia pakankamai saulės šviesos, kad patenkintų visus pasaulio energijos poreikius ištisus metus.

Saulės sistemos naudoja fotovoltinius modulius saulės šviesai paversti elektros energija. Šią energiją galima paversti elektra ir panaudoti orlaivių pramonėje.

Aštuntojo dešimtmečio degalų krizės metu saulės energija naudojant fotovoltinius modulius buvo laikoma alternatyviu energijos šaltiniu. Saulės energijos orlaiviai pastaruoju metu sulaukė visuomenės ir aviacijos pramonės dėmesio kaip ekologiškai naudingas sprendimas. Skirtingai nuo įprastų orlaivių, saulės energijos orlaiviai naudoja fotovoltinius modulius, kad surinktų saulės spinduliuotę ir paverstų ją elektra.

Pirmenybė teikiama saulės energija varomiems orlaiviams, o ne įprastiems

Saulės energija varomi orlaiviai turi didelį potencialą vykdyti didelio aukščio ir ilgaamžiškumo (HALE) misijas dėl neriboto saulės energijos prieinamumo.

Saulės energija varomi orlaiviai gali skristi šalia erdvės virš atmosferinio skrydžio zonos ir žemiau erdvėlaivio skrydžio zonos (apie 20-100 km).

Priklausomai nuo orlaivių sistemų patvarumo ir saulės šviesos, jie gali nepertraukiamai skraidyti mėnesius ar net metus, o tai neįmanoma įprastiems orlaiviams dėl naudojimo apribojimų.

Kaip veikia saulės energija varomas lėktuvas?

Pagrindinė koncepcija yra padengti tam tikras orlaivio sritis, tokias kaip sparnai ir uodega, saulės elementais.

Veikiami saulės spindulių, fotovoltiniai moduliai saulės energiją paverčia elektra. PV modulių orientacija ir saulės ryškumas yra du elementai, turintys įtakos pagaminamos energijos kiekiui.

Galios perdavimo išvestį valdanti grandinė turi programuojamą mikrovaldiklį. Elektros valdymo ir perdavimo sistema užtikrina, kad saulės moduliai pagamintų kuo daugiau energijos. Didžioji dalis pagamintos elektros energijos sunaudojama orlaivio elektronikai ir varymo sistemoms maitinti. Esant mažai saulės šviesos, baterijos įkraunamos naudojant papildomą energiją.

Pagrindinė idėja – panaudoti orlaivį saulės energijai transportuoti, o šią užduotį atlieka orlaivį dengiantys saulės moduliai. Naudojant šiuos modulius, spinduliavimo energija paverčiama elektros energija. Būtent ši elektros energija naudojama įkrauti baterijas, kurios maitina elektros variklius.

Ant variklių sumontuoti sraigtai sukuria pastovią trauką. Taigi dinaminis oro veikimas varo orlaivį ir sukuria jėgą ant sparnų, kuri yra priešinga svorio jėgai žemyn. Baterijos yra vienintelis energijos šaltinis naktį.

Saulės energija varomų lėktuvų privalumai

Saulės energija varomi orlaiviai yra draugiški aplinkai. Svarbiausia saulės skrydžių nauda ir pagrindinė jų plėtros priežastis yra ta, kad jie remiasi švariu energijos šaltiniu, neturinčiu neigiamo poveikio aplinkai.

Saulės energija turi didelių pranašumų prieš iškastinį kurą, nes ji yra nemokamas, švarus ir atsinaujinantis energijos šaltinis.

Saulės energija varomų lėktuvų trūkumai

Įprastą skrydį mažiau veikia oro pokyčiai nei saulės energija varomus orlaivius. Įprasti orlaiviai gali vėluoti dėl oro sąlygų arba kelionė gali tapti sudėtingesnė. Tačiau saulės energija varomi orlaiviai gali skristi tik tam tikromis oro sąlygomis, ypač dideliais atstumais, nes juos reikia įkrauti ore.

Nors saulės energija praktiškai nemokama, jai surinkti ir naudoti reikalinga įranga ir technologijos yra labai brangios, ypač atsižvelgiant į mastą, reikalingą vieno keleivio orlaiviui valdyti.

Pirmasis saulės energija varomas lėktuvas ir modernus lėktuvas

Elektra jau seniai naudojama skraidančių mašinų varymui. Pirmasis buvo prancūzų skraidantis laivas, užpildytas vandeniliu, kuris 1884 m. laimėjo 10 km lenktynes ​​netoli Vilakulbėjaus ir Medono.

Pasirodžius benzininiam varikliui, orlaivių elektrinės pavaros buvo atsisakyta ir laukas neveikė beveik šimtmetį. Tuo metu elektros sistema turėjo pranašumą prieš vienintelį varžovą – garo mašiną.

Susijaudinusios publikos ir fotografų akivaizdoje „SunPower 2“ nusileido Abu Dabyje 2016 m. liepos 26 d. ankstyvą valandą. Lėktuvas atliko tai, kas daugeliui atrodė neįmanoma. Po 14 mėnesių ir 550 valandų skrydžio jis nenaudodamas skystojo kuro apkeliavo 25,000 mylias aplink Žemę, kirsdamas keturis žemynus, du vandenynus ir tris jūras. Vienintelis šios transporto priemonės energijos šaltinis buvo ryškūs saulės spinduliai.

Naujausi saulės energija varomų orlaivių tyrimai ir plėtra

Kaip ir naudojant kitus konkuruojančius technologinius metodus, saulės kuro elementai buvo sukurti elektros energijai gaminti stacionarioms sistemoms. Dabartinės mokslinių tyrimų ir plėtros pastangos yra sutelktos į patikimų, nebrangių, didelio našumo energijos tinklų kūrimą aviacijos reikmėms.

Sparti technologinė pažanga tobulinama ir plečiama saulės energijos panaudojimas aviacijoje. Šiame kontekste didelę reikšmę turi organinės fotovoltinės sistemos. Organinės fotoelektros (OPV) yra pagamintos iš įvairių ir universalių organinių medžiagų ir siūlo neribotas galimybes įvairiems našumo patobulinimams. Organinės molekulės yra nebrangios, turi geras šviesos sugerties savybes ir gali sudaryti kelių šimtų nanometrų plonumo dangas.

Naujausias saulės energija varomų orlaivių patobulinimas yra Zephyr S orlaivio kūrimas. Taip pat žinomas kaip dronas ir pseudopalydovas, „Zephyr S“ lėktuvas pakilo iš JAV armijos „Yuma“ bandymų poligono Arizonoje. Jis sukurtas taip, kad išbūtų ore ilgą laiką, todėl gali veikti kaip karinė jutiklių platforma.