Зосередьтеся! Оновлення сонячного літака!

Зменшення викидів парникових газів є універсальним викликом для промисловості комерційної авіації. На цей сектор припадає 2,6 відсотка світових викидів, і цей показник може зрости до 5 відсотків, оскільки галузь відстає від інших секторів у процесі декарбонізації.

До 2030 року більше людей будуть подорожувати повітрям, і поточні зобов’язання авіакомпаній використовувати альтернативне паливо з низьким вмістом вуглецю лише частково компенсують це розширення.

Сонячна енергія, яка використовується літаками

Достатньо сонячного світла досягає земної поверхні за одну годину, щоб задовольнити всі світові потреби в енергії на цілий рік.

Сонячні системи використовують фотоелектричні модулі для перетворення сонячного світла в електрику. Ця енергія може бути перетворена в електрику і використана в авіаційній промисловості.

Під час паливної кризи 1970-х років сонячна енергія за допомогою фотоелектричних модулів розглядалася як альтернативне джерело енергії. Літаки на сонячних батареях нещодавно привернули увагу громадськості та авіаційної промисловості як екологічно вигідне рішення. На відміну від звичайних літаків, літаки на сонячних батареях використовують фотоелектричні модулі для збирання сонячного випромінювання та перетворення його в електрику.

Літакам, які працюють на сонячних батареях, віддають перевагу перед звичайними літаками

Літаки на сонячних батареях мають великий потенціал для виконання місій на великій висоті та тривалої витривалості (HALE) завдяки необмеженій доступності сонячної енергії.

Літаки на сонячних батареях можуть літати в околицях космосу над зоною польоту в атмосфері та нижче області польоту космічного корабля (приблизно 20-100 км).

Залежно від довговічності систем літака та наявності сонячного світла, вони можуть безперервно курсувати протягом місяців або навіть років, що неможливо зі звичайними літаками через експлуатаційні обмеження.

Як працює літак на сонячних батареях?

Основна концепція полягає в тому, щоб покрити певні зони літака, такі як крила та хвіст, сонячними елементами.

Під впливом сонячного променя фотоелектричні модулі перетворюють сонячну енергію в електрику. Орієнтація фотоелектричних модулів і яскравість сонця – це два елементи, які впливають на кількість виробленої енергії.

Схема, яка керує вихідною потужністю, має програмований мікроконтролер. Система контролю та передачі електроенергії гарантує, що сонячні модулі виробляють якомога більше енергії. Більша частина виробленої електроенергії використовується для живлення електроніки та силових установок літака. Під час слабкого сонячного світла батареї заряджаються за допомогою додаткової енергії.

Основна ідея полягає в тому, щоб використовувати літак для транспортування сонячної енергії, і це завдання виконують сонячні модулі, що покривають літак. За допомогою цих модулів промениста енергія перетворюється в електричну. Саме ця електрична енергія використовується для зарядки акумуляторів, які живлять електродвигуни.

Пропелери, встановлені на двигунах, створюють постійну тягу. Таким чином, динамічна дія повітря приводить літак у рух і створює силу на крилах, протилежну силі ваги, спрямованій вниз. Єдиним джерелом енергії вночі є батареї.

Переваги літальних апаратів на сонячних батареях

Літаки на сонячних батареях є екологічно чистими. Найважливішою перевагою сонячних польотів і фундаментальною причиною їх розвитку є те, що вони покладаються на чисте джерело енергії, яке не має негативного впливу на навколишнє середовище.

Сонячна енергія має значні переваги перед викопним паливом, оскільки це безкоштовне, чисте та відновлюване джерело енергії.

Недоліки літальних апаратів на сонячних батареях

Звичайні польоти менше залежать від змін погоди, ніж літальні апарати на сонячних батареях. Звичайний літак може затриматися через погоду, або подорож може стати більш складною. Однак літаки на сонячних батареях можуть літати лише за певних погодних умов, особливо на великі відстані, оскільки їх потрібно підзаряджати в повітрі.

Хоча сонячна енергія практично безкоштовна, обладнання та технології, необхідні для її збору та використання, дуже дорогі, особливо враховуючи масштаби, необхідні для експлуатації однопасажирського літака.

Перший літак на сонячних батареях і сучасний літак

Електрика вже давно використовується для приведення в рух літальних апаратів. Першим був французький літаючий човен, наповнений воднем, який виграв 10-кілометрову гонку біля Віллакулбея та Медона в 1884 році.

Коли з’явився бензиновий двигун, електричний двигун для літаків був залишений, і ця галузь спочивала майже століття. У той час електрична система мала перевагу над своїм єдиним суперником, паровою машиною.

На очах схвильованої аудиторії та фотографів SunPower 2 приземлився в Абу-Дабі вранці 26 липня 2016 року. Літак виконав завдання, яке багато хто вважав нездійсненним. Після 14 місяців і 550 годин польоту він пройшов 25{6}} миль навколо Землі без використання рідкого палива, перетнувши чотири континенти, два океани і три моря. Єдиним джерелом енергії для цього автомобіля були яскраві промені сонця.

Останні дослідження та розробки літаків на сонячних батареях

Як і інші конкуруючі технологічні підходи, сонячні паливні елементи були розроблені для виробництва електроенергії для стаціонарних систем. Поточні зусилля з досліджень і розробок зосереджені на розробці надійних, недорогих, високопродуктивних енергетичних мереж для авіаційних застосувань.

Відбувається швидкий технологічний прогрес для покращення та розширення використання сонячної енергії в авіації. У цьому контексті органічні фотоелектричні системи мають велике значення. Органічні фотовольтаїки (OPV) виготовляються з різноманітних і різноманітних органічних матеріалів і пропонують необмежені можливості для ряду покращень продуктивності. Органічні молекули недорогі, мають хороші властивості поглинання світла та можуть створювати покриття товщиною кількох сотень нанометрів.

Недавньою розробкою в галузі літаків, що працюють на сонячних батареях, є розробка літака Zephyr S. Також відомий як безпілотник і псевдосупутник, літак Zephyr S злетів з полігону армії США Юма в Арізоні. Він призначений для перебування в повітрі протягом тривалого періоду часу, що дозволяє йому функціонувати як військова сенсорна платформа.