Солнечная панель на крыше авто надо ли RenEn

Автомобильные солнечные батареи — особенности эксплуатации и технические характеристики Аккумулятор

Информационный сайт о накопителях энергии

Внедрение солнечных панелей для применения, как источников энергии идет по всем направлениям. Уже построены «умные» дома с солнечными панелями на кровле, энергия от них собирается через АКБ, направляется потребителям. В автомобиле питаться энергией солнца может аккумулятор. Для этого есть все условия – места, где можно установить панели, инвертор и контроллер. Энергия солнца не позволит получать большие токи, но подзарядить аккумулятор может. Выпуск солнечных батарей уже поставлен на промышленную основу. Можно подобрать готовые комплекты из панелей для подзарядки автомобильного аккумулятора по параметрам мощности и напряжения, отвечающие специфике автотранспорта.

Солнечные батареи 12 В для зарядки автомобильного аккумулятора

Выясним, какие панели нужно подобрать, чтобы можно было зарядить АКБ легкового автомобиля. Возьмем аккумулятор емкостью 60 Ач, напряжение 12,6 – 6 банок, соединенных последовательно с V = 2,1 В. Ток заряда составляет 0,1 * 60 = 6 А. Время зарядки до 12 часов. Такой заряд может обеспечить панель мощностью 60 Вт, с установленным контроллером. Батарея габаритами 1м2 дает 15 Вт при напряжении 12В.

Пока нет вариантов солнечных батарей для того, чтобы полностью зарядить автомобильный аккумулятор. Возможна подзарядка АКБ и частичное питание бортовой сети. Однако появились складные конструкции, которые можно раскинуть в месте привала или отдыха. Установить батареи из панелей можно в загородном доме. Во время длительной стоянки, они сутками будут бережно подпитывать авто энергией.

Появились зарядные устройства от солнечных батарей, созданные британской компанией Ring Automotive Ltd. Производитель предлагает ЗУ типа RSP, мощностью 1,5 Вт; 2,4 Вт; 4,8 Вт. Устройства имеют присоски, крокодилы, кабель 2,7 м и используются для подзарядки во время стоянки на солнце в течение нескольких дней. Солнечная батарея от этого производителя для зарядки автомобильного аккумулятора предлагается по цене 100 долларов.

Пока лучшими считаются разработки украинских инженеров из предприятия «Квазар». Они разработали несколько моделей раскладных панелей. Устройство обеспечивает мощность 90 Вт, ток зарядки до 7 А. Общий вес конструкции 8 кг, цена 400 долларов.

Разновидности солнечных батарей для автомобильных АКБ

Промышленное производство солнечных батарей для авто развивается. Готовые изделия маломощные, ток подпитки мал, но есть возможность объединить компоненты, увеличив силу тока.

Sunsei SE-500

Прямоугольная панель в металлической рамке, размером 37,5*36*2,6 см, может быть установлена на кронштейне, заряжает аккумулятор через штекер для прикуривания, во время простоя. Выдает ток 0,5 А, но при использовании нескольких панелей эффект увеличивается. Работает при температуре -40 +60 0 С.

ФЭ модуль ТСМ-15А

Гибкая панель размером 26,5*60,0*0,15 см имеет мощность 15 Вт, ток зарядки 1 А. Вес пластины 300 г. Сборка выполнена из модулей SunPower , имеющих КПД 20%. Гибкая пластина имеет верхние и нижние токовыводящие контакты, может устанавливаться на твердую поверхность – крыши автомобилей, катеров, зданий. Для использования в подзарядке авто необходимо устанавливать контроллер.

Наилучшее место для размещения солнечных батарей – крыша авто. Крепление должно быть качественным – липучкой, специальными кронштейнами, силиконовым клеем. Подключают устройство через прикуриватель или напрямую к аккумулятору.

Видео

Предлагаем посмотреть, как пользователь наглядно объясняет особенности установки солнечной панели для зарядки аккумулятора.

Насколько выгодна солнечная батарея для автомобиля сегодня?

автомобильный аккумулятор и солнечная батарея

Любой автовладелец знает несколько вариантов, позволяющих зарядить на 100% аккумулятор своей машины. Вкратце опишем эти способы подзарядки:

1. Использование возможностей самого автомобиля — генератор в содружестве с реле-генератором. Их слаженная работа в процессе движения обеспечивает достаточный уровень зарядки аккумулятора до уровня 75-90%. Это меньше, чем можно было бы получить, используя внешний стационарный источник, позволяющий довести планку заряда до 100%.
2. Использование в качестве донора заряда внешнее устройство (в основном, этот вариант приходится рассматривать в экстренных случаях) — другой автомобиль, различные самодельные приспособления ( например, блок питания ноутбука, различных электронных гаджетов и т.д.)

Читайте также:  Как узнать год выпуска шины, сколько лет шине, как определить год выпуска шины

А существует ли альтернативный вариант экстремальной помощи в случае невозможности использования описанных выше методов?

Может, стоит обратить внимание на солнечную энергию как на источник зарядки аккумуляторной батареи машины в экстренных случаях?

На этот вопрос до настоящего времени не существует однозначного ответа. Всем давно известно о существовании отдельных моделей электромобилей, экспериментально укомплектованных солнечными батареями, об использовании модулей фотоэлектрических элементов для космических исследований и для получении электроэнергии в других целях при помощи целых инновационных комплексов фотопанелей. Но, в большинстве случаев, это только опытные исследования, крайне необходимые для функционирования определенной технологии, достаточно затратные и не имеющие массового применения. Хотя аморфные солнечные батареи вполне имеют практическое применение сегодня.

В повседневной жизни также можно привести примеры использования «солнечных» технологий — фотоэлектрические модули находят свое применение как портативное зарядное устройство на солнечной батарее. Зарядные устройства для мобильных телефонов, планшетов, электронных книг, иногда даже восстанавливают жизненный цикл аккумулятора в ноутбуках.

Теоретически, солнечная батарея для автомобиля — не такая уж и фантастическая идея. К примеру, автомобильная солнечная панель из серии Xunzel Sunpack вполне может помочь в экстремальной подзарядке аккумулятора, хотя сила тока, вырабатываемая таким устройством слишком мала для полноценного восстановления потенциала АКБ.

Интересный вариант таких зарядных устройств предлагает известный британский производитель — компания «Ring Automotive Ltd», специалисты которой презентовали три варианта ЗУ, использующих солнечную энергию:

  • — RSP15 (мощность 1,5 Вт);
  • — RSP24 (мощность 2,4 Вт);
  • — RSP48 (мощность 4,8 Вт).

Эти модели отличаются высоким качеством, удобством в использовании благодаря наличию кабеля длиной 2,7 м и возможности крепления при помощи винтов или присосок. В комплект поставки также входят зажимы для прикуривателя, зажимы «крокодил»( если нет возможности активировать гнездо прикуривателя при выключении зажигания).Такие автомобильные солнечные батареи имеют невысокую ( около 100$) стоимость, но презентуются фирмой-производителем как «сопровождающее» устройство, которое может обеспечить полный объем заряда аккумулятора лишь при стоянке на солнце не менее нескольких дней.

Подобными параметрами обладает и устройство PV Car-12txl с показателем мощности 12 Вт, силой тока порядка 0,8 А и примерно такой же стоимостью. Но это устройство менее удобно и компактно, чем британский аналог.

Наиболее современный вид и удобный функционал имеют автомобильные солнечные батареи от ПО «Квазар». Сайт этого известного украинского производителя дает возможность ознакомиться с несколькими моделями приборов, но самой удачной на текущий момент является KV-90SM (90 Вт, ток до 7 А). Конструкция легко складывается, ее вес составляет около 8 кг, а внешний элегантный вид удовлетворит запросы любого автомобилиста. Стоимость прибора составляет около 400$.
Из китайских предложений наиболее привлекательным по своим функциональным характеристикам является линейка универсальных приборов, лучшими представителями которой остаются модели SEC-25 и SEC-10 со стоимость не более 175$ в зависимости от комплектации. Такие устройства укомплектованы специальным контроллером для автоматизации процесса.

На рынке автомобильной продукции можно встретить и другие батареи и солнечные панели для автомобиля от разных производителей различной комплектации в широком диапазоне стоимости, которые способны приостановить разрядку аккумулятора машины и поддерживать объем заряда на каком-то уровне, но ни одно из предлагаемых устройств пока не способно полностью возобновить потенциал заряда без стоянки в течение нескольких солнечных дней. Ускорить подзарядку можно, только применив солнечные панели внушительной площади (не менее 1 квадратного метра) со встроенным контроллером ( стоимостью от 280$ до 400$) и только в солнечные дни. Контроллер реализуется обычно отдельно и стоит не менее 50 долларов за единицу.
Такие устройства, призванные служить для максимального восстановления аккумуляторов авто на солнечных батареях, сегодня не являются редкостью — их можно купить в специализированных точках торговли и в большинстве интернет-магазинов светотехники.

Читайте также:  Обзор китайских минивэнов и микроавтобусов, цены в России, фото, технические характеристики, видео

Стоимость наиболее качественного и надежного «солнечного» оборудования для автомобиля может дотягивать до 700-800$, что делает это перспективное изобретение пока невозможным широкое применение таких устройств для автомобильного потребительского рынка.

Автомобиль на солнечных батареях

Постоянное развитие и увеличение производства автомобилей, рано или поздно приведет к тому, что имеющихся запасов нефти будет недостаточно для нормального обеспечения горюче-смазочными материалами. В связи с этим проводятся исследования с целью решения этой проблемы, и одним из таких направлений с недавних пор стал автомобиль на солнечных батареях. Для того чтобы выяснить перспективы его широкого внедрения, необходимо знать принцип действия, конструктивные особенности, достоинства и недостатки электромобильных устройств.

  1. История развития
  2. Как преобразуется солнечная энергия
  3. Особенности конструкции
  4. Достоинства и недостатки солнечных электромобилей

История развития

Впервые на широкое обозрение такой агрегат был представлен еще в середине 20 века. Однако из-за своего несовершенства, он недолго продержался на пике популярности и был забыт на долгие годы.

Повторные исследования в этой области начались только в 90-е годы, поскольку КПД солнечных панелей удалось поднять до 15%. Вначале эксперименты ставили одиночные изобретатели, а затем подключились и представители крупных автомобильных компаний. Благодаря современным разработкам, удалось получить солнечные панели с коэффициентом полезного действия до 36%. Это позволило сделать настоящий прорыв в сфере их практического применения.

Использование солнечных батарей в автомобилестроении повлекло за собой развитие новых технологий, направленных на снижение механических потерь, уменьшение массы автомобиля, повышение их эффективности в целом. Кузова таких автомобилей изготавливаются из легких и высокопрочных композитных материалов, а установленные шины имеют самое низкое сопротивление силе качения. На новых электрокарах отрабатываются последние новинки и достижения автомобильной промышленности.

Современные электромобили оснащаются облегченными электродвигателями, работающими на постоянном токе. В них используется бесколлекторная конструкция, а для изготовления полюсов применяются редкоземельные магнитные металлы. Чтобы максимально исключить механические потери, в некоторых моделях трансмиссии оборудуются так называемыми мотор-колесами, когда каждое колесо работает от собственного мотора.

Серьезным достижение являются тонкие солнечные панели, которые могут устанавливаться на любых поверхностях автомобиля, увеличивая тем самым площадь приема солнечной энергии. Подобные конструкции стали применяться и в обычных автомобилях как дополнение к основной системе энергообеспечения.

Как преобразуется солнечная энергия

Действие электромобилей, питающихся энергией от солнечных панелей, основывается на превращении светового потока в электрический ток. Полученная таким образом электроэнергия, используется в качестве источника питания для двигателя, приводящего в движение автомобиль.

Непосредственное превращение энергии солнца в электрическую осуществляется за счет р-п проводимости, возникающей в солнечных фотоэлементах. Они производятся из кремния, расположенного в два слоя, к которым добавляются различные активные вещества.

Принципиальная схема солнечной панели включает в себя следующие компоненты и составные части:

  • В процессе изготовления верхний слой кремния покрывается фосфором. Это приводит к образованию п-слоя. Поверхность нижнего слоя покрывается бором, образующим р-слой. На участке соприкосновения обоих слоев возникает р-п-переход, определяющий степень проводимости тока в фотоэлементе. Определенное количество таких фотоэлементов объединяются в солнечную панель.
  • Под влиянием световой энергии, верхний слой кремния начинает производить дополнительные электроны с отрицательным зарядом, а в нижнем слое образуются положительно заряженные элементы – дырки. Эти дополнительные частицы с разноименными зарядами создают между слоями электрическое поле, что, в свою очередь, приводит к образованию разности потенциалов. Если каждый слой соединить с электродами, а к ним подключить нагрузку, то в образовавшейся цепи начнется течение электрического тока. Частицы с отрицательным зарядом начнут перемещаться вверх, а с положительным зарядом – вниз.
Читайте также:  Сверлильный станок с ЧПУ описание сверления и характеристика

В данной системе можно подключить любую подходящую нагрузку, в том числе и электрический двигатель. Нормальная работа при любых режимах обеспечивается специальными электронными устройствами. В обязательном порядке потребуются аккумуляторы с определенной емкостью, способные выдавать установленную электрическую мощность. Подобная конструктивная схема может быть подключена к разным механическим агрегатам, в том числе и к приводу электромобиля.

Особенности конструкции

Электромобили, работающие на солнечных батареях, существенно отличаются от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Прежде всего, это конструктивные особенности и специфический внешний вид. Благодаря такой конструкции, на корпусе машины удается разместить максимальное количество панелей, повышая тем самым производительность и эффективность агрегата.

Основным элементом электрокара служат фотоэлектрические солнечные батареи. В настоящее время их КПД в среднем составляет примерно 12%, накладывая серьезные ограничения на возможность внедрения тех или иных конструктивных решений. Как показали исследования, для серийного выпуска солнечных авто необходимы панели с эффективностью не менее 50%.

В настоящее время уровень технологий не позволяет создавать такие энергетические установки. Некоторое улучшение параметров и технических характеристик возможно за счет снижения веса автомобиля, улучшения его аэродинамических качеств, применения новейших систем управления на базе микропроцессоров. Большую роль в повышении КПД машины играют электродвигатели, созданные по современным инновационным технологиям.

Стандартная машина на солнечной батарее включает в себя следующие составные части и компоненты:

  • Солнечные панели с фотоэлементами.
  • Аккумулятор, накапливающий энергию, которая расходуется при слабом солнечном свете и в темное время суток.
  • Электрический двигатель, соединяющийся с ведущими колесами. Уменьшение трансмиссионных компонентов позволяет максимально снизить потери мощности в промежуточных звеньях. Как правило, в электромобилях используются агрегаты постоянного тока с низкими оборотами и КПД до 98%.
  • Блок управления, перераспределяющий электричество, полученное от действия солнечной энергии. Часть тока затрачивается на движение, а другая часть поступает в аккумуляторную батарею и накапливается в ней. Кроме того, данный блок регулирует сами панели, их параметры и функциональность, ориентирует относительно солнца, обеспечивает своевременное охлаждение.
  • Современное шасси включает в себя инновационные колеса с минимальным коэффициентом сопротивления качению.

Достоинства и недостатки солнечных электромобилей

Электромобили, работающие на солнечной энергии, считаются перспективными разработками, которые могут получить широкое применение уже в ближайшем будущем.

Среди плюсов:

  • Экологически чистый электромобиль на солнечных батареях не наносит какого-либо ущерба окружающей среде. У него отсутствуют выбросы, способствующие возникновению парникового эффекта.
  • Солнечная энергия доступна и абсолютно бесплатна. В отличие от нефти, она не требует организации специальной добычи и дорогостоящей переработки.
  • Отпадает необходимость в организации сети АЗС.
  • Значительный срок эксплуатации солнечных элементов, которые при соблюдении правил обращения способны прослужить не менее 25-30 лет.

Поскольку эти системы еще до конца не доработаны, они имеют ряд недостатков, в основном из-за несовершенства своей конструкции.

Среди минусов отметим следующие:

  • Незначительный КПД, составляющий в среднем, от 15 до 20%. В связи с этим, мощность используемых двигателей также невысока – в пределах 2-3 лошадиных сил.
  • В темное время суток для передвижения требуются дополнительные источники энергии, поскольку аккумуляторы не обладают достаточной емкостью для питания двигателя в течение длительного времени.
  • Высокая стоимость фотоэлементов и других компонентов, из-за чего и весь автомобиль получается очень дорогим.
  • Солнечные панели требуют большой площади, чтобы обеспечить требуемую мощность. В результате, общая масса авто возрастает и приводит к дополнительным потерям его общей мощности.

Таким образом, автомобиль на солнечных батареях – это не миф, а реальность, и работы в этом направлении активно ведутся. Современные технологии развиваются настолько быстро, что создание серийного авто – вопрос не слишком далекого будущего.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector