Двигатели работающие от солнечных батарей

Генератор на солнечных батареях для дома и дачи плюсы и минусы

Рынок солнечных генераторов медленно, но неуклонно растет. Портативные электростанции «все в одном», использующие солнечную энергию, являются новой альтернативой традиционным портативным генераторам, работающим на топливе.

Как эти источники автономного электричества сравнивнить друг с другом? Солнечные генераторы лучше, чем портативные генераторы, работающие на бензине?

Что такое солнечный генератор? Стоит ли его покупать.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах и недостатках портативной электростанции на солнечной энергии и узнайте, подходят ли они для ваших нужд.

Принцип работы так называемого солнечного генератора сильно отличается от того, как работает обычный генератор на топливе. Механика иная, и технические характеристики, как правило, тоже очень разные.

Базовая установка солнечного генератора — это аккумулятор, инвертор, солнечное зарядное устройство и солнечные батареи. Энергия, получаемая от солнечных батарей, проходит через солнечное зарядное устройство к перезаряжаемой батарее, а затем инвертор преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока.

Другая, более подходящая маркировка для солнечных батарей — это портативная электростанция. Иногда эти устройства также называют универсальными портативными электростанциями, когда батарею также можно заряжать через обычную настенную розетку или автомобильную розетку.

Преимущества портативной электростанции на солнечной энергии по сравнению с топливными генераторами

Есть много преимуществ использования солнечной энергии для удаленных мест вне сети. Солнце бесплатно для всех и светит во всем мире, поэтому использование солнечной энергии в этом смысле — надежная ставка.

Рассмотрим основные преимущества использования портативных солнечных электростанций.

Как солнечные генераторы сравнивают с обычными топливными генераторами?

Отсутствие шума: в переносной электростанции, работающей на солнечной энергии, нет двигателя, который исключал бы самый большой источник шума, который есть во всех традиционных переносных генераторах, работающих на топливе. Кроме того, в солнечном генераторе нет движущихся частей — тряска в топливном генераторе — еще одна причина, по которой они шумят.

Бесплатное энергоснабжение: использование солнечной энергии бесплатно, поэтому солнечные панели позволяют использовать бесплатный и неограниченный источник энергии. Тем не менее, он не является полностью бесплатным, так как требует в первую очередь инвестиций в солнечную энергетическую систему.

Кроме того, солнечная энергия более доступна в большинстве отдаленных районов по сравнению с бензином или дизельным топливом. Вы не можете исчерпать солнечную энергию, пока находитесь в месте, где светит солнце.

Еще одним преимуществом, связанным с затратами, является то, что солнечная энергия не подвержена колебаниям цен, как бензин и дизельное топливо. Когда у вас есть солнечное энергетическое оборудование, ваши расходы на топливо остаются неизменными.

Несколько источников энергии: как уже упоминалось, многие солнечные генераторы на самом деле являются портативными электростанциями «все в одном», что означает, что они также могут заряжаться от источников энергии, отличных от солнечной энергии. Помимо солнечной энергии, основными источниками питания являются обычное электричество переменного тока от настенной розетки или от автомобиля.

Низкие эксплуатационные расходы: по сравнению с переносным генератором, работающим на топливе, солнечный генератор имеет более низкие эксплуатационные расходы. Вам не нужно покупать топливо, так как солнечная энергия может свободно извлекаться, и нет масла, которое нужно менять.

Отсутствие движущихся частей также снижает риск повреждения или необходимости замены запасных частей. Таким образом, несмотря на большие первоначальные инвестиции в солнечные генераторы, их эксплуатационные расходы ниже по сравнению с переносным генератором, работающим на топливе.

Отсутствие паров. Окись углерода, выделяемая обычным генератором на топливе, представляет серьезную опасность для здоровья, поэтому их можно использовать только на открытом воздухе и на безопасном расстоянии от любых зданий. Солнечные генераторы не выделяют паров, что делает их самым безопасным вариантом, даже достаточно безопасным для использования внутри помещений.

Экологичность: солнечная энергия является одним из самых экологически чистых возобновляемых источников энергии. Использование портативной электростанции, работающей на солнечной энергии, намного более экологично, чем генераторы, работающие на топливе.

Обычный переносной генератор выделяет углекислый газ и другие вредные для окружающей среды газы, в то время как переносной генератор на солнечной энергии не выделяет никаких паров. Таким образом, не только ввод чистой энергии, но и выход.

Легкий вес. Самыми тяжелыми деталями в обычном топливном генераторе являются двигатель, (заполненный) топливный бак и аккумулятор. Солнечная портативная электростанция имеет только батарею, что означает, что значительная часть веса генератора отсутствует.

Вот почему многие солнечные генераторы более легкие, с большим количеством моделей весом менее 10 кг. Кроме того, производители могут создавать более портативные конструкции, например портативные солнечные электростанции в стиле портфеля, когда нет необходимости включать топливный бак и двигатель.

Недостатки портативной электростанции на солнечной энергии по сравнению с топливными генераторами

Как и во всем, у портативных электростанций, работающих на солнечной энергии, есть свои недостатки. В определенных аспектах обычный портативный генератор имеет выигрышную комбинацию.

Взгляните на основные недостатки, связанные с использованием портативного генератора на солнечной энергии по сравнению с портативным генератором на топливе. Как эти недостатки соотносятся с преимуществами переносной электростанции на солнечной энергии?

Чувствительность к температуре: по иронии судьбы некоторые портативные генераторы «все в одном» не выдерживают длительного воздействия высоких температур. Поэтому, если вы используете их в очень жарком климате, вам необходимо убедиться, что в электростанции поддерживается более низкая температура, а солнечные панели все еще расположены для максимального воздействия солнечного света.

Ищите солнечные генераторы, в которых упоминается наличие системы управления батареями или BMS. Это особая функция, которая, помимо прочего, контролирует температуру портативной электростанции.

Непостоянное энергоснабжение: энергия солнца не постоянна. В некоторых местах мира солнечные часы и пасмурные дни ограничены, а другие погодные условия также ограничивают эффективность использования солнечных батарей.

В действительности, солнечный генератор лучше всего работает в тропическом и субтропическом климате, где солнечный свет более постоянный. Генератор солнечной энергии менее эффективен в регионе с сезонными различиями в солнце.

Цена: существует широкий диапазон цен на генераторы, и солнечные генераторы, как правило, относятся к более дорогой категории, особенно когда вы смотрите, сколько энергии вы получаете. Технология солнечной энергии просто дороже, чем обычные топливные двигатели.

Таким образом, портативная электростанция на солнечной энергии, как правило, является более крупной первоначальной инвестицией, чем обычный генератор на топливе. Однако имейте в виду, что затраты на техническое обслуживание и эксплуатационные расходы солнечного генератора ниже, чем у обычного генератора на топливе.

Большой размер для большой мощности: солнечные генераторы, предназначенные для легкого использования, более легкие, чем инверторные генераторы и обычные генераторы.

Медленная зарядка. Несмотря на то, что большинство портативных электростанций «все в одном» имеют три различных варианта зарядки, все варианты зарядки, как правило, медленные. Время зарядки 8 часов не является чем-то необычным для универсальной портативной электростанции.

Такое длительное время зарядки не идеально для чрезвычайных ситуаций. Производители пытаются ограничить это неудобство с помощью солнечных батарей, которые могут накапливать энергию, но это всегда меньше полной зарядки.

Другой способ, с помощью которого производители пытаются компенсировать эту проблему, — это разработка аккумуляторных батарей, которые можно использовать во время зарядки. Не каждая модель солнечного генератора способна на это.

Солнечные генераторы лучше, чем обычные портативные генераторы на топливе?

Большинство истинных преимуществ универсальной портативной электростанции на солнечной энергии заключается в том, насколько она удобна и экологична.

Короче говоря, перевешивают ли преимущества недостатки в действительности, зависит от того, для чего будет использоваться генератор, и от климата в этом месте.

Переносные генераторы на солнечной энергии идеально подходят для отдыха на природе, например, для рыбалки и кемпинга. Они не производят никакого шума, поэтому они не могут беспокоить соседей или дикую природу, и они не выделяют никаких опасных паров, поэтому они являются экологически чистыми и безопасными.

Портативные электростанции «все в одном» также являются единственным реальным вариантом в качестве альтернативного источника электропитания для использования внутри помещений, поскольку они не выделяют никаких паров.

Генератор солнечной энергии также является идеальным спутником в путешествиях для профессионалов, работающих в автономных ситуациях.

Генератор солнечной энергии также является распространенным механизмом для поездок по бездорожью. Аккумулятор можно использовать для питания небольших электрических инструментов в случае поломки автомобиля или для запуска автомобиля.

Короче говоря, портативная электростанция на солнечной энергии является универсальным автономным источником электроэнергии, но она не подходит для всех целей.

Солнечная энергия также не является надежным источником энергии в регионах с ограниченными солнечными часами или непредсказуемыми погодными условиями. Например, переносная электростанция на солнечной энергии не получит достаточно солнечных часов для полной зарядки в нашей стране зимой.

Как выбрать между солнечным генератором и топливным генератором

Не существует стандартного ответа на вопрос, является ли солнечный генератор более подходящим, чем обычный портативный генератор. Это зависит от цели, местоположения и требований к питанию.

Все еще не можете выбрать между портативным генератором солнечной энергии и обычным генератором на топливе? Вот вопросы, которые нужно задать себе.

Сколько энергии вам нужно?

Это всегда первый вопрос, который нужно задать себе при поиске генератора. В общем, чем больше энергии вам нужно, тем менее портативным будет генератор.

Каким должен быть портативный генератор?

Последующий вопрос к вопросу 1 — как часто вам нужно перемещать генератор. Легкие солнечные генераторы более портативны, но как только вам понадобится больше энергии, инверторный генератор с параллельными возможностями может быть более подходящим вариантом.

Где вы будете использовать генератор?

Солнечные генераторы являются единственным вариантом для использования в помещении. Они не выделяют никаких испарений и не создают шума и делают их более подходящим вариантом для активного отдыха, например, для рыбалки.

Получите ли вы достаточно часов солнца?

Солнечные генераторы имеют длительное время зарядки, поэтому убедитесь, что количество солнечных часов будет достаточно. Альтернативой является использование обычной настенной или автомобильной розетки для зарядки аккумулятора.

Каков ваш бюджет для покупки солнечного генератора?

Портативные электростанции на солнечной энергии недешевы. Рассмотрите возможности, а затем решите, будут ли стоять ли первоначальные инвестиции в генератор на солнечной энергии более низких эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.

Источник

Автомобиль (машина) на солнечных батареях

Пост опубликован: 6 октября, 2019

Развитие технологий и борьба за экологическую безопасность нашей планеты, стали катализаторами процесса создания автомобиля, или машины на солнечной энергии, которая работает на солнечных батареях.

Принцип действия

Принцип работы автомобиля на солнечных батареях основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую, которая является источником питания электрического двигателя на солнечных батареях, устанавливаемого на автомобиле.

Принцип преобразования энергии солнца в электрическую энергию основан на «p-n проводимости», создаваемой в элементах солнечной батареи, изготавливаемой из двух слоев кремния, с добавлением различных веществ.

Процесс образования электрического тока приведен на ниже приведенной схеме:

1. В верхний слой, при его изготовлении, добавляется фосфор, это «n» слой, а в нижний – бор, это «р» слой. На границе слоев образуется «р-n переход», который определяет «р-n проводимость» фотоэлемента, из определенного количества которых, состоит солнечная батарея.
2. Под воздействием солнечных лучей, в верхнем слое, образуется дополнительное количество отрицательно заряженных электронов, а в нижнем – положительно заряженных («дырок»). Наличие дополнительного количества разно заряженных частиц создает электрическое поле между слоями, образуется разность потенциалов. В этом случае, при наличии нагрузки между электродами, присоединенными к верхнему и нижнему слоям, в цепи протекает электрический ток, при этом отрицательно заряженные частицы движутся вверх, а положительно заряженные – вниз.

Если в качестве нагрузки подключить электрический двигатель, с установкой дополнительных электронных устройств, обеспечивающих нормальный режим работы в различных режимах эксплуатации и определенного количества аккумуляторов, отвечающих за запас электрической мощности, то подобная схема, может служить приводом для механической передачи, в том числе и для передвижения автомобиля.

Автомобиль на солнечных батареях как изобретение ХХ века

История создания автомобилей, работающих на солнечных батареях, начала свое начало в середине ХХ века в США, однако в связи с тем, что технологии того времени не позволяли изготовить мощную солнечную батарею не больших размеров, и выпускаемые аккумуляторы не были энергоемкими, то и развитие этой отрасли автомобилестроения было приостановлено. Лишь в 90-е годы, к этой теме вернулись и работы продолжились.

Увеличение КПД солнечных батарей позволило увеличить количество вырабатываемого ими электричества, а энергоемкие аккумуляторы нового поколения, позволили создавать необходимый запас энергии, при перемещении на дальние расстояния.

Применение новых материалов, при изготовлении кузова, новых систем трансмиссии и типов электродвигателей, также отразились на развитии данного типа автомобилей. Сейчас элементы кузова изготавливаются из прочного и легкого пластика, в трансмиссии используются детали с наименьшим уровнем сопротивления качению, а в качестве двигателей применяют устройства бесколлекторного типа использующие в своей конструкции полюса из редкоземельных магнитных материалов.

Еще одним из изобретений, которое стало использоваться на солнце автомобилях, стали мотор-колеса. В этом случае электрический двигатель расположен на каждом из ведущих колес автомобиля, что позволяет увеличить общий КПД передаточного механизма.

На увеличение мощности устанавливаемой на автомобиль солнечной батареи, повлияло и то, что подобные устройства теперь можно выпускать гибкими, следовательно, размещать на всех элементах кузова, что увеличивает площадь поглощающую солнечную энергию.

Популярные модели

Производством моделей автомобилей, использующих в качестве источника энергии солнечную батарею, занимаются все ведущие автомобильные бренды. Наиболее известные из них, это:

• Модель «Ecletic», разработки специалистов компании Venturi (Франция), оснащена силовой установкой, мощностью 22,0 л/с, запасом хода в 50,0 км и может развивать скорость 50,0 км/час.

В качестве резервного источника питания, на автомобиль установлен ветровой генератор, а также предусмотрена возможность подзарядки от электрической сети.

• Модель «Astrolab», также является разработкой французских инженеров и дизайнеров компании Venturi.

Это серийная модель, мощностью 16,0 кВт и запасом хода – 110,0 км. Максимальная скорость, данной модели – 120,0 км/час. Корпус изготовлен из прочного пластика, масса автомобиля – до 300,0 кг.

• Голландские инженеры и дизайнеры из Технологического университета (г. Эйндховен), разработали и создали модель «Stella», являющуюся по сути, семейным автомобилем.

Корпус изготовлен из углерода и алюминия, автомобиль оснащен сенсорным экраном и мощной солнечной батарей, вырабатывающей количество электрической энергии, превышающее требуемое, для обеспечения зарядки энергоемких аккумуляторов. Запас хода составляет 600,0 км.

• Инженеры швейцарской компании Green GT, разработали модель «Solar World GT», мощностью до 400,0 л/сил.

Максимальная скорость данной модели – до 275,0 км/час, а время разгона до 100,0 км/час, составляет 4,0 секунды.

• В России, специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета, успешно занимаются разработкой отечественного солнечного автомобиля.

Кузов выполнен из композитных материалов в форме катамарана, общий вес автомобиля менее 200,0 кг. Ожидается, что скорость автомобиля будет достигать 150,0 км/час.

• Японский кар «Tokai Challenger 2», победил в гонках в 2011 году, ежегодно проводимых в Австралии.

На модели установлены солнечные панели разработки компании Panasonic. Корпус выполнен из углеродистого пластика, его вес составляет 140,0 кг. Максимальная скорость – 160,0 км/час.

Средние цены

В связи с тем, что автомобили, работающие на солнечных батареях, являются штучным товаром и не поставлены на поточное производство, то и их стоимость, достаточно высока.

Производители не любят давать информацию о своих разработках, поэтому на выше приведенные модели нет информации о их цене и себестоимости.

Тем не менее, стоимость моделей, уже запущенных в серию, известна, так в соответствии с данными компаний Venturi (Франция), стоимость модели «Astrolab» составляет 92000,00 евро.

Плюсы и минусы

Автомобили, работающие на солнечных батареях, обладают целым рядом преимуществ, перед традиционными двигателями внутреннего сгорания, это:

1. Отсутствие вредных выбросов обуславливает экологическую безопасность подобного транспорта.
2. Неограниченный запас источника энергии, которым является солнце.
3. Нет необходимости в строительстве заправочных станций и станций подзарядки, как в случае с электромобилями.
4. Продолжительные сроки эксплуатации.
5. Бесплатность энергии, обеспечивающей работу автомобиля.

Недостатки, как не странно, созвучны достоинствам данного типа автомашин, и это не позволяет данным аппаратам более широко войти в повседневную жизнь, это:

1. Применение новых технологий и изготовление в штучном производстве, увеличивает стоимость подобных механизмов.
2. Запас хода и скорость движения ниже, чем у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
3. Отсутствие ремонтных сетей и служб автосервиса, работающего в данном сегменте автотранспорта, усложняют процесс его эксплуатации.

Как сделать своими руками

Умея работать с ручным инструментом, имея знания в электротехнике и механике, а также имея желание и свободное время, можно изготовить своими руками, достаточно сложное механическое транспортное средство, каким является солнечный автомобиль.

Начать необходимо с того, что нужно понять, как устроен подобный автомобиль, и как осуществляется его работа. Работа подобных устройств, отражена на ниже приведенной схеме.

Энергия солнца поглощается и преобразуется в электрическую энергию в солнечном коллекторе (батарее), который устанавливается на корпусе транспортного средства (автомобиля), и накапливается в аккумуляторе.

Посредством установки электронного блока управления, осуществляется контроль за расходом накопленной электрической энергии и зарядом аккумулятора, а также током потребления электрического двигателя, преобразующим электрическую энергию в его вращательное движение, которое в свою очередь, посредством механической передачи, передается на колеса транспортного средства.

Как видно из приведенной схемы, основные электрические элементы и механическую часть конструируемого автомобиля, лучше всего использовать заводского производства. Корпус же, может быть различным, главное условие для него, это прочность конструкции и малый вес.

Габаритные размеры корпуса создаваемого автомобиля зависят от размера механических узлов, а также размера солнечной батареи, которую планируется разместить снаружи.

Мощность солнечной панели должна соответствовать техническим характеристикам электронного блока и аккумуляторов, устанавливаемых на модели, а они, в свою очередь, должны быть увязаны с характеристиками электрического двигателя.

Гонки на солнцемобилях

Появление различных моделей солнечных автомобилей, выпускаемых крупными автопроизводителями и производимые индивидуальными изобретателями, привело к тому, что появился новый вид спорта – брейнспорт или гонки на солнцемобилях.

Данные соревнования проводятся в разных странах, но наиболее известные проходят в Австралии между городами Дарвин и Аделаида. Протяженность участка 3000,0 км.

Участие в подобных соревнованиях позволяет автомобильным компаниям тестировать свои новые технические разработки в экстремальных условиях, что в свою очередь служит развитием солнечного автомобиле строения.

Есть ли будущее у таких автомобилей?

В настоящее время, транспортные средства, использующие в качестве энергии солнечные лучи, не получили широкого распространения в нашей жизни. Это обусловлено высокой стоимостью их производства, низким КПД солнечных панелей, а также необходимостью установки энергоемких аккумуляторов, являющихся накопителями электрической энергии.

Тем не менее, появление новых технологий в производстве материалов, производство гибких солнечных панелей и аккумуляторов, обладающих значительной емкостью, при этом имеющих небольшие геометрические размеры, позволило создавать новые модели подобных транспортных средств.

Одним из важных факторов, свидетельствующих о том, что будущее у солнечных автомобилей есть, и оно приведет к увеличению таких моделей, является то, что энергия солнца, это возобновляемый и неисчерпаемый источник энергии, при использовании которого нет вредных выбросов в атмосферу, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Спасибо, что дочитали до конца!

Если статья Вам понравилась!

Следите за нами в твиттере: https://twitter.com/Alter2201

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее.

Источник