- Яка доцільність використання безпілотників на сонячних батареях?
- Велика поверхня, необхідна для сонячних панелей
- Збір та використання сонячної енергії
- Яке рішення тоді?
- Останні досягнення, що відбулися в безпілотниках, що працюють на сонячних батареях
- HAWK30 - Висотні псевдосупутники (HAPS)
- SB4 Фенікс
- Корейський сонячний безпілотник EAV3
Як передбачав FAA кілька років тому, продажі безпілотників у комерційних цілях різко зросли, а також зросла глобальна потужність сонячної енергії. Ці дві технології разом породили сподівання побачити безпілотники на сонячних батареях, що летять високо в небі. Багато невеликих приватних компаній, великі технічні та авіаційні гіганти, такі як Airbus, Boeing, Google, AeroVironment, Sunbirds SAS, Sunlight Aerospace тощо, вже є на ринку вже досить давно і інтенсивно працюють над розробкою безпілотників на сонячних батареях..
Очікується, що акцент на більшому використанні відновлюваних джерел енергії в більшій мірі сприятиме зростанню ринку, а застосування безпілотників у аерофотозйомці, сонячному землеробстві, зборі даних, сільському господарстві, видобутку корисних копалин тощо сприяє зростанню ринок сонячних батарей. Згідно зі звітом Глобального ринку БПЛА, що працює на сонячних батареях, 2020-2024 рр. Ринок БПЛА, що працює на сонячних батареях, до 2024 р. Зросте на 485,46 млн. Дол., Прогресуючи при CAGR 10%.
Безсумнівно, БПЛА, що працюють на сонячних батареях, продемонстрували цікаві можливості для великої висоти та тривалої витривалості, але нинішні БПЛА, що працюють на сонячних батареях, надзвичайно легкі та крихкі та мають невелику корисну навантаження. З точки зору ваги та енергії, що уловлюється, сонячні батареї стають дедалі ефективнішими, але питання, на яке залишається відповісти, полягає в тому, - наскільки можливо безпілотники, що працюють на сонячних батареях, і з якими технічними проблемами стикаються авіаційні компанії? Ми детально розповіли про БПЛА, їх типи та їх застосування в одній із наших статей. Сьогодні ми вирішили пролити світло на безпілотники, що працюють на сонячних батареях, їх доцільність та технічні труднощі.
Яка доцільність використання безпілотників на сонячних батареях?
Залежність від погоди, відсутність суворих норм, зростання кількості інцидентів БПЛА тощо є основними факторами, що зменшують доцільність реалізації сонячних БПЛА. Технічно кажучи, сонце забезпечує 100% енергії, а для того, щоб дрон зберігав і використовував сонячну енергію, потрібна величезна площа, на якій можна встановити сонячні панелі. Крім того, сонячні панелі повинні бути на 100% ефективнішими. Давайте поговоримо про труднощі / проблеми, які необхідно вирішити для безпілотника на сонячній енергії, щоб максимізувати збір сонячної енергії.
Велика поверхня, необхідна для сонячних панелей
Безпілотники, що працюють на сонячних батареях, мають низькі витрати на технічне обслуговування і забезпечують велике зменшення вуглецевого сліду, але для забезпечення високої ефективності для встановлення сонячних панелей потрібна велика площа. Сонячні панелі в безпілотних літальних апаратах, встановлених на сонці, встановлені на нерухомих крилах. Чим більше панелі, тим більше енергії вони всмоктують від сонця. Надзвичайне збільшення розміру безпілотника може допомогти оптимально використовувати сонячну енергію, і в цьому полягає проблема. Громіздкі сонячні панелі взагалі неможливі для застосування безпілотників. Цю проблему вирішують різні компанії, які працюють над гнучкими, тонкими та легкими сонячними панелями наступного покоління, які широко використовуються.
Збір та використання сонячної енергії
Оскільки зібрана сонячна енергія істотно змінюється з часом, відключення енергії БПЛА, що працює на сонячних батареях, змінюється відповідно. Імовірність відключення енергії є великою вранці через нижчу врожаю і продовжує зростати до обіду. Після полудня накопичена потужність зменшується, а відключення енергії теж зменшується. Протягом полудня отримана сонячна енергія порівняно вища. Тому час зарядки акумулятора до того ж рівня зменшується.
Яке рішення тоді?
Завдяки збільшенню потужності генерування сонячної енергії на світовому ринку безпілотників, що працюють на сонячних батареях, відбувається кілька прогресів. Крім того, організації вивчають нові можливості використання БПЛА на сонячних батареях для різних цілей та вирішення проблем у глобальному масштабі. Завдяки цьому застосуванню безпілотників у різних галузях промисловості проводяться постійні дослідження щодо заміни конструктивних компонентів БПЛА пристроями для накопичення енергії та генерації електроенергії для підвищення витривалості польоту та експлуатаційних можливостей БПЛА на сонячній енергії.
Розміщення сонячних елементів на безпілотниках - не єдина технологія безпілотників, в якій проводяться дослідження та розробки. Авіаційні компанії працюють над зменшенням паразитарної ваги, яка є великою через необхідні енергосистеми на борту. Крім того, докладаються зусилля щодо включення літієвих полімерних батарей та пристроїв для виробництва енергії, таких як сонячні елементи. Різні пристрої, що генерують безкоштовну енергію, а саме. для ефективного польоту дрону використовуються структурні накопичувачі енергії, термоелектричні генератори, структурні сонячні елементи тощо. Більше того, докладаються зусилля для поліпшення співвідношення потужності та ваги літака та забезпечення можливості конструкції витримувати різні номінальні та неномінальні аеродинамічні умови навантаження, які можуть виникнути під час польоту.
Сонячні дерева та електрозарядні пристрої розробляються такими компаніями, як Envision Solar. Ця компанія, що базується в Каліфорнії, також розробила EV ARC (який діє як зарядний пристрій для безпілотників) для вирішення проблем, пов'язаних з відстанню та дальністю. БЛА ARC повністю решітки і оснащений батареї робить продукт більш масштабується. Пристрій призначений не тільки для заряджання парків безпілотників, але також для збору інформації про сонячні безпілотники та надання інформації про ефективність звітів.
Ми отримали можливість поспілкуватися зі Шветою Патіл, спеціалістом з технологій в ISPAGRO Robotics, і зрозуміли деякі технологічні аспекти проектування безпілотників на сонячних батареях, а також їх доцільність. Ось що вона сказала:
Останні досягнення, що відбулися в безпілотниках, що працюють на сонячних батареях
З 2017 року, коли безпілотник на сонячній батареї Facebook з розмахом крил літака Boeing 737 здійснив рейс до 2019 року, коли китайський безпілотник на сонячній енергії - Мейін пролітав 10-годинну дальність у слабо освітлену зиму; кілька безпілотників на сонячній енергії здійснили випробувальні польоти. Хоча деякі виявилися успішними, деякі потребують вдосконалення на різних фронтах. Нещодавно безпілотник Sun4ds на сонячній енергії SB4 Phoenix здійснив рейс і двічі переправився через Ла-Манш, здійснивши туди-назад поїздку від Сангатте до Дувра. Давайте детальніше розглянемо деякі безпілотники, що працюють на сонячних батареях, які нещодавно здійснили політ.
HAWK30 - Висотні псевдосупутники (HAPS)
Це безпілотний, довготривалий БПЛА на сонячній енергії, розроблений у партнерстві між дочірньою компанією SoftBank із Токіо HAPSMobile та американським підрядником AeroVironment. HAWK30 здійснив випробувальний політ в дослідницькому центрі NASA в Каліфорнії у вересні 2019 року і зараз розпочинає надання послуг на базі HAPS до 2023 року. Безпілотник сконструйований з легких матеріалів, має 10 гвинтів та розмах крил у 256 футів. Сонячні панелі встановлені на поверхні крила для живлення літій-іонної батареї з високою щільністю енергії, що дозволяє БПЛА продовжувати літати та передавати навіть після заходу сонця.
SB4 Фенікс
Цей повністю автономний безпілотник від Sunbirds, який працює на сонячних батареях, здійснив рейс 14 вересня 2020 року, двічі переправившись через Ла-Манш, здійснивши туди-назад поїздку від Сангатте до Дувра. Цей легкий безпілотник на сонячній енергії досяг 100 км та 2 год 21 хв. переліт над морем з однієї країни в іншу із зарядженими батареями на 100% при прибутті.
Корейський сонячний безпілотник EAV3
Нещодавно EAV3, виготовлений Корейським аерокосмічним інститутом (KARI), здійснив свій найдовший безперервний політ 53 години на великій висоті, де повітря було недостатньо. Цей БПЛА, що працює на сонячних батареях, оснащений ультраенергетично щільними елементами, довжиною 9 м, розмахом крил 20 м і вагою близько 21 кг (46 фунтів). Він пролетів на висоті 12-18 кілометрів у стратосфері протягом 16 годин і побив рекорд безпілотника на сонячній енергії, який здійснив 90-хвилинний політ на висоті 18 кілометрів у 2016 році.
Google / Titan Aerospace: Solara 50 Boeing / DARPA: SolarEagle, Aurora Flight Sciences: Odysseus, BAE Systems: PHASA-35, Китайська академія аерокосмічної аеродинаміки (CAAA): Caihong (Rainbow) T-4, Facebook / Ascenta: Aquila, Airbus: Zephyr-S - це деякі з інших безпілотників, що працюють на сонячних батареях, які були розроблені та розроблені за останні кілька років.
Бачачи рішення та спостерігаючи, як все більше і більше компаній приєднуються до цього, важко не передбачити світлі перспективи, які стоять перед БПЛА на сонячній енергії. У всьому світі активно ведуться зусилля з розробки цієї технології, яка застосовуватиметься до літальних апаратів, насамперед тому, що вона може виконувати завдання екологічно безпечно з меншими витратами. Завдяки допомозі у різних військових операціях, зборі даних та доставці на базі безпілотних літальних апаратів для ліквідації наслідків катастроф та комерційних роздрібних продажів, БПЛА на сонячній енергії зробили помітно більш ефективним та економічним досягнення справ. Ми не помилимось, зателефонувавши на БПЛА, що працюють на сонячних батареях, і наступне велике!