Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Бортовые источники и накопители энергии автотранспортных средств с тяговыми электроприводами

Методика расчета комбинированной энергоустановки солнцемобиля

Необходимо выбрать скоростной цикл на несколько шагов и синхронизировать его со временем суток. Также нужно выбрать обоснованный упрощенный переход от графика скорости и времени суток к электрической мощности. Требуется обосновать необходимость разработки алгоритма и программы расчета емкости электромобиля на основе графиков инсоляции и электрической нагрузки.

Методика расчета комбинированной энергоустановки солнцемобиля представлена на рис. 3.15 и 3.16.

Структурная схема расчета площади солнечной батареи и емкости аккумуляторной батареи

Рис. 3.15. Структурная схема расчета площади солнечной батареи и емкости аккумуляторной батареи

3.9. Методика расчета комбинированной энергоустановки... 177

Структурная схема расчета КЭУ солнцемобиля

Рис. 3.16. Структурная схема расчета КЭУ солнцемобиля

178 Глава 3. Тяговые солнечные батареи в составе...

Развитие солнцемобилестроения

31 августа 1955 г. в Чикаго на выставке достижений концерна General Motors был показан прототип транспортного средства на солнечных батареях. Модель автомобильчика длиной чуть более фута с дюжиной селеновых фотоэлементов на крыше и одним миниатюрным электромоторчиком тихонько ползала вокруг павильона. Рядом с ней гордо ходил ее создатель — американский инженер Уильям Кобб. Тогда его исследования финансировались, и он искренне верил, что через пару десятилетий, скажем, по дорогам солнечной Калифорнии будут вовсю колесить бесшумные и экологически чистые солнцемобили. Тем более что КПД солнечных батарей постоянно рос, разрабатывались все более совершенные фотоэлементы. Однако вскоре исследования свернули, и про электоромобили на энергии Солнца забыли.

Автомобиль, воплотивший мечту человека о свободе передвижения, тем не менее называют чумой XX в. Завоевав планету, он стал главным потребителем невосполнимых природных ресурсов, загрязнителем земли, воды и воздуха, источником шума. Его доля в загрязнении атмосферы Москвы — еще недавно одной из самых чистых столиц — превышает 90 %.

Автомобиль XXI в. должен быть экологически чистым. Во всех развитых странах реализуются государственные программы по экологичному и экономичному транспорту. Так, в США по программе PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles — сотрудничество в создании нового поколения транспортных средств) в 1999—2004 гг. выделено 161 млн долл, на разработку прототипа экологически чистого легкового автомобиля с расходом топлива не более 3 л на 100 км.

К наиболее перспективным транспортным средствам грядущего столетия относят электромобиль. Однако его источники энергии — аккумуляторные батареи — пока не могут конкурировать с бензином и дизельным топливом. Без качественного скачка их характеристик электромобили будут иметь ограниченнее применение (перевозки по заданным маршрутам, выставочные, парковые и другие закрытые зоны).

Пока они несравнимы с традиционными автомобилями ни по техническим данным, ни по стоимости, ни по удобству эксплуатации. Конкурентоспособное и сравнительно «чистое» транспортное средство сегодня можно разработать только по схеме «гибридного электромобиля» с комбинированной энергетической установкой, включающей двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель и буферный накопитель энергии. Исследования по программе PNGV подтверждают технико-экономическую целесообразность создания такого электромобиля, который примерно на порядок «чище» обычного автомобиля из-за меньшего расхода топлива и работы ДВС в оптимальном режиме,

Экологическая чистота электромобиля на самом деле далеко не бесспорна (если его аккумуляторы заряжают энергией от тепловых электростанций — это, по сути, «нефте-» или «углемобиль», если же от атомных — «атомобиль»). Иное дело солнцемобиль — разновидность электромобиля, получающего электроэнергию от бортовых или стационарных фотопреобразователей. Благодатное Солнце — поистине неисчерпаемый источник экологически чистой и бесплатной энергии. Национальные программы развития гелиоэнергетики и гелиотехники приняты более чем в 70 странах — от Скандинавии до Австралии.

Специалисты полагают, что солнечный транспорт станет всерьез конкурировать с автомобильным, когда эффективность доступных по цене солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) составит 40—50 %. Пока же их КПД всего 10—12 %. Чтобы солнцемо-били с мощностью солнечных батарей 1,5—2 кВт «догнали» автомобили с двигателями в 100 раз мощнее, необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы, эффективные системы электропривода, достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук. Конструкции транспортных средств будущего и отрабатываются на ралли солнцемобилей.

У солнцемобилей достигнут минимальный для наземных экипажей коэффициент аэродинамического сопротивления (0,1). Опыт концерна General Motors при разработке рекордного солнцемобмля Sunracer («Солнечный гонщик») использован в проектировании электромобиля Impact («Удар»), серийное производство которого началось в 1996 г. Его скорость достигает 130 км/ч, до 100 км/ч он разгоняется за 9 с и на обычных свинцово-кислотных аккумуляторах проходит 100 км. Специально для солнцемобилей сконструированы легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов и КПД до 98 %, а также эффективные микропроцессорные системы управления. В 1993 г. на трех солнцемоби-лях — лидерах трансавстралийских гонок — впервые низкооборотные двигатели встроили непосредственно в ступицы ведущих колес. Идея мотор-колеса, сама по себе не новая, в солнцемобилях позволила отказаться от трансмиссии и довести КПД привода до 96—97 %. В 1996 г. в трансавстралийском ралли участвовало уже 12 таких конструкций, а компания Honda, вдохновленная успехом своей «Мечты», приступила к серийному выпуску М-электровелосипедов с мотор-колесом. Известные производители шин — Michelin, Bridgestone, Dunlop — разрабатывают новые материалы и протекторы для покрышек солнцемобилей. Уже созданы шины, которые при хорошем сцеплении с дорогой обладают самым низким коэффициентом сопротивления качению — всего 0,007. Фирма Michelin производит подобные энергосберегающие шины и для серийных автомобилей.

В 1982 г. австралиец Ханс Толструп на построенном им с Ларри Перкинсом солнцемобиле Quiet Achiever («Тихий рекордсмен») пересек пятый континент с запада на восток со средней скоростью 20 км/ч.

В 1996 г. победитель IV Международного ралли солнцемобилей — Dream («Мечта»), на создание которого японская компания Honda не пожалела 2 млн долл., прошел 3000 км между Дарвином и Аделаидой со средней скоростью почти 90 км/ч, на отдельных участках достигая 135 км/ч.

Конструкторы многих стран пытаются предугадать контуры солн-цемобиля будущего. Так, японская компания Sanyo выпустила опытную партию открытых одноместных экипажей с солнечной панелью площадью 0,6 м2, за 6 ч заряжающей никель-кадмиевую аккумуляторную батарею. Запас хода трехколесного транспортного средства весом 50 кг составляет 36 км, максимальная скорость — 24 км/ч. Другая японская компания Hokuriku Electric Power предлагает солнцемобиль «Феникс» с солнечной панелью мощностью 750 Вт и скоростью 40 км/ч.

Сегодня наибольший практический интерес представляют «легкие электротранспортные средства» с электрическим или мускульным приводом и солнечными батареями. Президент американской компании EV Global Motors Ли Якокка убежден, что в ближайшие годы тот или иной вид электротранспорта — электророллер, электроскутер, электромобиль, электровелосипед — будет у каждого американца.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы