Использование солнечной энергии

Использование солнечной энергии в автотранспорте является перспективным направлением энергетики, и Швейцария добилась в этом больших успехов.

Самая большая лодка в мире, работающая на солнечных батареях, - PlanetSolar, которая отправилась в путешествие по миру 27 сентября 2010 года из Монако, - может стать первой лодкой, совершившей кругосветное путешествие благодаря использованию только солнечной энергии.

Кроме попытки установить новой мировой рекорд, цель экспедиции - демонстрация того, что путешествие посредством использования солнечной энергии при сегодняшних материалах и технологиях уже возможно.

PlanetSolar была построена судостроительной фирмой Knierim Yachtbau. При строительстве была использована легкая, но прочная карбоновая конструкция. Всего было использовано 20.6 тонн карбоновых волокон, 11.5 тонн пенного материала и 23 тонны резины и затвердителя для того, чтобы создать лодку, 537 метров солнечных батарей которой состоят из 825 модулей, экипированных 38 тысячами фотоэлементов, собранных компанией SunPower Corp. Энергия, которую собирают батареи, хранится в 6 боксах, в каждом из которых находится 12 литий-ионных батарей.

Футуристическая яхта разрабатывалась интернациональной группой физиков, инженеров, судостроителей и специалистов по возобновимым источникам энергии и защите окружающей среды.

Судно движется благодаря работе 2-х винтов, диаметр каждого из которых составляет почти 2 м, что вдвое больше обычного размера винтов для лодок, подобной PlanetSolar. Только половина винта находится под водой, “эффект колеса” создает возможность управлять судном без руля. Стоимость ее - 18 миллионов евро.

Швейцарский учитель совершил кругосветное путешествие на автомобиле, работающем за счет солнечной батареи. "Солнечное такси", как прозвал свой автомобиль 36-летний Луис Палмер, преодолело расстояние в 52 000 км и побывало в 40 странах за 17 месяцев начиная с июля 2007 года. За все это время Луис ни разу не заехал на бензозаправку, так как его машина работала на энергии солнечного света. Солнечная батарея является чем-то в виде прицепа, который крепится сзади маленького трехколесного такси Луиса. На одном заряде машина может проехать до 300 км, достигая скорости в 90 км/ч.

По словам Л. Палмера, его устройство является отличной альтернативой автомобилям, работающим на топливе, и незаменимым транспортным средством в борьбе с глобальным потеплением. Машина, утверждает изобретатель, "как швейцарские часы", сломалась только дважды, однако небольшие поломки удалось быстро устранить. Несмотря на экологичность "солнечного такси", время начала его массового производства пока остается неясным, так как, по словам Луиса, само устройство требует усовершенствования. К тому же, чтобы построить один такой автомобиль, требуется в два раза больше средств, чем на создание нового Ferrari.

Сразу после постройки Solartaxi был выкрашен в жёлтый цвет и даже был снабжён фонариком «такси» на кромке лобового стекла. В таком виде аппарат прошёл первые тесты в ряде стан Европы... (фото Solartaxi).

Маршрут уникального путешествия запланирован таким (здесь мы приводим не все его промежуточные пункты): Швейцария, Германия, страны Восточной Европы, Турция, Аравийский полуостров, Индия, Австралия, Малайзия, Таиланд, Китай, Южная Корея, Япония, США, Канада, Марокко, Испания, Франция, Великобритания, Бельгия, Нидерланды, Германия и снова Швейцария.

Эта панель и вырабатывает электричество, которого достаточно для преодоления 100 километров в день (в ясную погоду, конечно).

Энергия эта накапливается в аккумуляторах типа ZEBRA (натрий-никель-хлоридные), так что ни тучи, ни ушедшее «поспать» Солнце не должны остановить машину.

Конечно, для кругосветного путешествия 100-километрового дневного пробега явно недостаточно. Но тут у команды Solartaxi нашлась ещё одна светлая идея.

Если требуется проехать больше сотни километров, недостающую энергию машинка будет забирать из электрической сети, в той стране, в которой будет находиться в тот или иной период гонки.

Всё очень просто. У команды Solartaxi есть небольшая солнечная электростанция — приличные по площади солнечные батареи на крыше одного из домов в Берне.

Выработанную этой солнечной крышей энергию команда продаёт в швейцарскую энергосеть, а на вырученные средства намерена покупать электричество в тех странах, через которые пройдёт автопробег. Таким образом команда словно пересылает сама себе «солнечную энергию почтой», не увеличивая общие выбросы парниковых газов на планете и не способствуя пресловутому глобальному потеплению.

В оснащение авто входит спутниковая навигация, выход в Интернет (в машине есть две вебкамеры), бортовой компьютер, MP3-плеер.

Но одной из самых занятных придумок стало управление — рулевое колесо и педали легко переезжают от одного борта к другому, так что машина может мгновенно превращаться из лево- в праворульную, в зависимости от страны пребывания.

Постройка авто заняла не один год. Швейцарцы рассчитали, что при серийном производстве такой машины с широким использованием массовых автомобильных узлов её цена составит $16 тысяч. За открытую двухместную «коляску», пожалуй, дороговато. Зато — никакого топлива! (фотографии Solartaxi).

Конечно, представляя себе такую солнечную перспективу, неплохо помнить, что Solartaxi – это лёгкий двухместный трицикл с практически открытым кузовом, сомнительным комфортом, почти нулевыми возможностями по перевозке багажа... Да и пассивная безопасность подобной конструкции (трубчатый каркас, пластиковые панели) вызывает сомнения.

И всё же работа швейцарцев — предвестник чего-то нового, о чём смутно догадывались фантасты

И пусть Solartaxi не назовёшь практичным при всём желании, подобный ему компактный автомобиль вполне можно представить в роли второй/третьей машины в семье (будь она, машина, чуток подешевле).

Добираться на работу и домой в будние дни, не затрачивая ни грамма топлива, — это ли не мечта каждого добропорядочного клерка, носящего значок «Гринписа» на лацкане своего пиджака?

Auriga Leader – первая, но далеко не последняя ласточка. Использование альтернативных возобновляемых источников энергии в судоходной отрасли серьёзно обсуждается мировым сообществом: 168 стран – членов ООН договорились к 2025 году радикально сократить выбросы на море (иллюстрация ENEOS).

Первое грузовое судно, использующее для питания различных систем двигательных установок солнечную энергию, презентовано 19 декабря в порту японского города Кобе. Главная цель проекта – сокращение выбросов углекислого газа в атмосферу.

Корабль длиной 200 метров и водоизмещением 60 213 тонн оборудован 328 солнечными панелями (стоимостью $1,68 миллиона), которые производят до 40 киловатт. Этого, конечно, маловато – получается лишь 0,2-0,3% от энергии, необходимой двигателям, и до 6,9% от требуемой для освещения и других целей. И тем не менее «зелёное» начало в судоходной отрасли, на долю которой приходится на 1,4-4,5% глобальных выбросов парниковых газов, положено.

После проведения различных проверок в течение ближайших двух лет Auriga Leader будет использоваться для перевозки автомобилей Toyota Motor Corporation, которая тоже участвует в проекте. Судно сможет транспортировать по 6200 машин.

Сегодня в германском Фридрихсхафене (Friedrichshafen) открылась выставка e-flight expo — первое и единственное шоу электрических летательных аппаратов (Electric aircraft). Такие машины, винты которых вращаются от электромоторов, питаемых от топливных элементов, аккумуляторов, конденсаторов, солнечных батарей или направленного излучения, – насчитывают приличную историю.

Sunseeker II – разве не красавец?) Этот винтовой самолёт не нуждается в топливе, но нуждается в свете. Правда, во время «внезапного солнечного затмения» машина эта с неба не упадёт. Во-первых, потому что по сути перед нами великолепный планер, а во-вторых, – тяговый электромотор тут может непродолжительное время «перебиться» током от литиевых аккумуляторов, накопивших энергию от солнечных панелей на крыльях

Так вот, на выставку в Германию швейцарская (вот совпадение, опять Швейцария) компания Solar Flight привезла уникальный аппарат Sunseeker II — единственный на данный момент в мире действующий пилотируемый солнечный самолёт.

Эрик Раймонд (Eric Raymond), основатель и президент Solar Flight, начал работу над таким аппаратом ещё в 1986 году. После череды успехов и вынужденных пауз появился Sunseeker I или просто Sunseeker. Его крылья украшали солнечные батареи, но лёгкая машина была способна и на полёт от встроенных аккумуляторов, благо электромотор для привода винта развивал всего 2,5 лошадиные силы.

В 1990 году сам изобретатель пересёк на Sunseeker США, потратив на это 21 полёт и 121 час в воздухе.

А в 2002-м Эрик и его фирма сконструировали для Sunseeker новые крылья – большей площади и с более филигранной (плавной) интеграцией гибких тонких солнечных ячеек в их поверхность. Тем самым было положено начало эволюции фактически новой машины, которая после череды усовершенствований (был заменён хвост, бортовая электроника и так далее) и стала самолётом Sunseeker II.

Ныне этот аппарат, утверждает Раймонд, обладает самым большим налётом в мире среди всех пилотируемых машин, питаемых солнцем, которые когда-либо были построены

И снова Sunseeker II. Его электромотор – вдвое мощнее, чем у первой модели, а передовые литиево-полимерные аккумуляторы нашли своё место в толще крыльев. Также отличительной особенностью машины является «крепление» солнечных батарей. Теперь они не наклеены сверху готовых крыльев, а сами являются конструктивной их силовой частью. Тем самым снижается общий вес машины (фотографии Solar Flight).

Привлечь внимание общества к «зелёным» технологиям, обозначить мечту о «безуглеродном» транспорте будущего — создатели Sunseeker ставят перед собой те же цели, что и авторы PlanetSolar, команды «Солнечного такси» и Solar Impulse.

Кстати, о последнем. Проект ещё жив, несмотря на существенную задержку графика. Изготавливаются отдельные детали машины, шлифуется конструкция, ищутся (и находятся, что важно) новые спонсоры.

Заметим, перед инженерами Solar Impulse стоит куда более сложная задача, чем перед создателями Sunseeker и всех прочих солнечных авиеток. Ведь Solar Impulse должен суметь обогнуть Землю без посадки, а значит, лететь день –ночь – день – ночь и так далее. Нынешние пилотируемые самолёты на солнечных батареях, даром что оснащаются и аккумуляторами, на такой подвиг не способны. Слишком много нужно батарей для полного ночного полёта, а это — весОт топлива и мечтают избавиться инициаторы всех рассмотренных нами проектов. Впрочем, пока практической пользы от этих машин — ноль. Спортивные снаряды, рекордные машины, курьёзы — вот что перед нами.

Но ведь солнечные батареи постепенно становятся всё эффективнее и при этом дешевле, а аккумуляторы — легче и мощнее. Стало быть, можно сказать, что мы наблюдаем за самым рассветом новой эры в транспорте. За утренней зарёй скорее. А за зарёй будет восход.