Saulės baterijos automobiliui: charakteristikos, veikimo ypatumai

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:41

Tęsianti kova už aplinkos švarą ir aplinkos saugą paskatino kurti ir masiškai gaminti saulės baterijas, kurios buvo pritaikytos įvairiose pramonės šakose. Neliko nuošalyje ir automobilių pramonė – maži saulės energija varomi elektromobiliai šiandien nieko nestebina.

Veikimo principas

Saulės energija varomame automobilyje sumontuotas elektros variklis, kurio energijos š altinis yra saulės sistema, kuri saulės energiją paverčia elektros energija. Silicio saulės baterijos elementų „p-n pralaidumo“principas lemia elektros energijos susidarymą pagal tam tikrą schemą:

1. Viršutinį n sluoksnį sudaro fosforas, apatinis, p sluoksnis, boras. Fotoelemento „P-N laidumas“nustatomas pagal vadinamąją „p-n sandūrą“, susidariusią ties dviejų sluoksnių riba.
2. Viršutiniame akumuliatoriaus sluoksnyje, veikiami saulės spindulių, susidaro neigiamai įkrauti elektronai, teigiamai įkrauti -apatinis sluoksnis. Elektrinis laukas ir potencialų skirtumas tarp sluoksnių susidaro dėl tam tikro skaičiaus dalelių su skirtingu krūviu. Elektros srovės srautas per grandinę galimas tik esant apkrovai tarp elektrodų, prijungtų prie akumuliatoriaus, o teigiamai įkrautos dalelės judės žemyn, neigiamo krūvio - aukštyn.

Aukščiau pateikta schema gali būti naudojama kaip automobilio mechaninės transmisijos pavara, jei yra prijungtas elektros variklis ir trečiųjų šalių įrenginiai, atsakingi už atskirų automobilio sistemų veikimą, kaip saulės energijos apkrova. baterija.

Saulės energijos transporto priemonių istorija

Automobilių pramonės, kurios specializacija yra saulės baterijų kūrimo transporto priemonės, atsiradimas nukrito XX amžiaus viduryje. Dėl technologijų atsilikimo ir nesugebėjimo sukurti daug energijos naudojančių baterijų ir galingų kompaktiško dydžio saulės baterijų, šios srities plėtra buvo sustabdyta ir atnaujinta tik 90-aisiais. Padidėjęs saulės sistemų efektyvumas leido padidinti pagaminamos elektros kiekį, naujos kartos daug energijos sunaudojantys akumuliatoriai leido sukurti energijos rezervą, pakankamą ilgoms kelionėms.

Naujų tipų elektros varikliai, transmisijos, kėbulo konstrukcijos ir medžiagos suvaidino svarbų vaidmenį kuriant saulės energija varomas transporto priemones. Šiandien transporto priemonių transmisijos gaminamos iš minimalaus pasipriešinimo riedėjimui dalių, elementų pagrindukorpusas - pagamintas iš lengvo ir patvaraus plastiko. Naudojami varikliai be šepetėlių, kurių poliai pagaminti iš magnetinių retųjų žemių medžiagų.

Motoriniai ratai buvo dar vienas išradimas, davęs impulsą šios pramonės plėtrai. Jų technologija apima elektros variklio išdėstymą ant kiekvieno varančiojo rato, o tai žymiai padidina bendrą transmisijos mechanizmo efektyvumą.

Lanksčių saulės baterijų atsiradimas ir energijos sugerties ploto padidėjimas paveikė saulės baterijų, skirtų automobilio akumuliatoriui, galios padidėjimą.

Vidutinė automobilio kaina

Didelę transporto priemonių, naudojančių saulės sistemas kaip energijos š altinį, kainą lemia sudėtingas jų surinkimas ir vientisa gamyba. Tokius modelius kuriantys automobilių gamintojai informacijos apie technologijas, mašinas ir jų kainą neskleidžia. Nepaisant to, automobilių, kurie jau buvo pradėti serijinėje gamyboje, – pavyzdžiui, prancūzų kompanijos „Venturi“modelio „Astrolab“– kaina yra apie septynis milijonus rublių.

Orumas

Prieš klasikinius vidaus degimo variklius saulės energija varomos transporto priemonės turi daug privalumų:

• Tenka aplinkai, nes nėra kenksmingų teršalų.
• Neribota saulės energija.
• Nereikia statyti įkrovimo stotelių ir degalinių
• Ilgas tarnavimo laikas.
• Įperkama ir nemokama energija.

Defektai

Plačiam saulės baterijų diegimui trukdo šie trūkumai:

• Didelės baterijų kainos dėl novatoriškų technologijų ir vienetinės gamybos poreikio.
• Palyginti su vidaus degimo varikliais, saulės energija varomi lenktyniniai automobiliai turi mažesnį greitį ir trumpesnį atstumą.
• Eksploatacijos procesą apsunkina saulės energijos sistemų specializuotų paslaugų ir remonto paslaugų trūkumas.

Savarankiškas įrengimas

Sumontuoti saulės baterijas automobilyje įmanoma savo rankomis, jei yra reikiamų rankinių įrankių, žinių mechanikos ir elektromechanikos srityje bei laisvo laiko.

Saulės energija paverčiama elektros energija kolektorius, pastatytas ant automobilio kėbulo. Baterija kaupia pagamintą energiją.

Akumuliatoriaus įkrovos lygis, sukauptos energijos sąnaudos ir elektros variklio srovės suvartojimas reguliuojami automobilyje sumontuotu elektroniniu valdymo bloku. Mechaninė transmisija varo transporto priemonės ratus, paversdama elektros energiją sukamuoju judesiu.

Įrengiant saulės baterijas, pageidautina naudoti gamykloje pagamintus konstrukcinius elementus. Kūnui keliami tik du reikalavimai – jėgos ir mažo svorio. Jo matmenys priklauso nuo pagrindinių komponentų matmenų ir montuojamo ant stogoautomobilis su saulės baterija. Akumuliatoriaus, elektroninio bloko ir elektros variklio techninės charakteristikos turi atitikti pasirinkto skydelio galią.

Optimalus išdėstymas: automobilio viršuje

Mažiausias saulės sistemos plotas norint gauti reikiamą galią yra 1 m2, tai paaiškina dažną saulės baterijų išdėstymą ant automobilio stogo. Plokštės prie stogo paviršiaus tvirtinamos specialiais laikikliais, silikoniniais klijais arba Velcro. Saulės bateriją automobilio savininkas renkasi pagal išsikeltus tikslus: pavyzdžiui, garso sistemai ir kitoms dekoracijoms automobilyje ant saulės baterijos užtenka sumontuoti kompaktišką skydelį. Tokia stotis neužteks galios akumuliatoriui įkrauti.

Prietaisų suvestinės vieta

Sulankstomas saulės baterijas galima sumontuoti prietaisų skydelyje ir laikyti bagažo skyriuje. Elemento korpusas turi būti pagamintas iš patvaraus plastiko, atsparaus aukštai temperatūrai. Iš nepatikimos ir pigios medžiagos pagamintos baterijos gali deformuotis veikiamos tiesioginių saulės spindulių ir aukštos temperatūros.

Saulės baterijos, skirtos įkrauti automobilio akumuliatorių, jungiamos dviem būdais:

• Standartinis – per cigarečių žiebtuvėlį.
• Per akumuliatoriaus gnybtus.

Prieš montuodami ir prijungdami, turite perskaityti saulės baterijos gamintojo pateiktas instrukcijas. Automobilio saulės sistemos ir elektros įrangos pažeidimo priežastis dažniausiai yra neteisingaakumuliatoriaus jungtis.

Akumuliatoriaus įkrovimo taisyklės

Srovės reikšmė kraunant švino rūgšties akumuliatorius neturi viršyti 10–12 % jų talpos, o tai turi įtakos akumuliatoriaus įkrovimo laikui. Kokybiška ir patikima 60 A/h talpos baterija įkraunama srove, kurios maksimali vertė yra 5-6 A. Esant tokiems indikatoriams, vidutinis įkrovimo laikas yra 10-12 valandų. Akumuliatoriaus gedimo rizika padidėja, jei įkrovimo laikas sutrumpėja arba nurodyti parametrai žymiai padidėja.

Saulės baterijos sumažina visas rizikas dėl to, kad jų didžiausia srovės stipris neviršija 1-2 A. Akumuliatoriui pakanka iki 7 W galios, kad išlaikytų baterijos veikimą, o saulės baterijos, kurių galia 50 Norint pilnai įkrauti reikia -70. Antra Tokiose sistemose sumontuoti valdikliai, reguliuojantys skydų technines charakteristikas ir palaikantys akumuliatoriaus veikimą bei vientisumą.

50 Ah akumuliatorių galima visiškai įkrauti per 7–9 valandas naudojant 40 W 20 V saulės bateriją.

Automobilyje montuojamų saulės baterijų optimalus ilgis turėtų būti vienas metras, įtampa ir galia – atitinkamai 12 voltų ir 15 vatų. Ekspertai primygtinai rekomenduoja įsigyti valdiklį ar panašų valdymo įrenginį, kuris apsaugotų transporto priemonės sistemą ir akumuliatorių nuo atvirkštinio ar per didelio įkrovimo. Saulės baterijos dažnai sujungiamos į vieną grandinę, siekiant padidintitalpa ir yra dedamos ant automobilio stogo, kad būtų pakankamai vietos.

Modelio apžvalga

Tinklas siūlo platų fotosaulės baterijų, skirtų automobiliui, asortimentą, tačiau esant gausiam pasirinkimui, ne visos plokštės yra tinkamos kokybės ir patikimos. Ekspertai siūlo pasilikti ties trimis populiariais saulės sistemų modeliais, turinčiais reikiamas charakteristikas.

Saulės baterijos Sunsei SE-500

Populiarus ir paklausus saulės sistemos modelis kompaktiškų matmenų - 38x36x3 cm. Gamintojas komplekte siūlo vandeniui atsparų dėklą laikymui ir transportavimui.

Mažų saulės baterijų galia neviršija 7,5 W, srovė – 0,6 A. Sunsei SE-500 montuojami ant trikojo ir leidžia automobilio akumuliatoriui veikti keletą valandų, jei variklis išjungtas.

Akumuliatorius įkraunamas veikiant varikliui ir išjungus. Saulės skydelyje yra cigarečių degiklio kištukas ir gnybtai. Sprendžiant iš atsiliepimų apie automobilio saulės kolektorių, daugelis vartotojų Sunsei montuoja dyzeliniuose laivuose, sunkvežimiuose ir traktoriuose.

SE-500 saulės baterijos trūkumas yra jo maža galia, kurią kompensuoja kelių elementų sujungimas į vieną tinklą.

SunForce baterija

Kanados gamintojo saulės baterijų modelis. Vardiniai akumuliatoriaus matmenys yra 97x35x4 centimetrai, įtampa ir galia 1,5 A ir17 W atitinkamai. Komplekte yra cigarečių degiklio kištukas, gnybtai ir 7A/12V valdiklis.

Nepaisant dydžio, jį galima lengvai montuoti ant lengvųjų transporto priemonių, valčių, sunkvežimių ir specialios įrangos stogo. Papildomas modelio privalumas – galimybė dirbti esant rūkui ir lietui.

Panel TCM-15F

Nešiojamos saulės baterijos automobiliui lanksčiu kėbulu, 15 W galia, 1A įtampa ir kompaktiškais matmenimis - 60x27x0,5 centimetrų. Dėl mažo dydžio skydelį galima lengvai sulankstyti ir saugiai pritvirtinti ant transporto priemonės stogo. Hermetiškas saulės kolektorių korpusas yra pakankamai patikimas. Specifikacijos užtikrina gana aukštą 22% efektyvumą.

Apžvalgos

Automobilių savininkai atsiliepimuose apie saulės baterijas automobiliui atkreipia dėmesį į būtinybę įsigyti visą saulės sistemos įrangos komplektą, įskaitant plokštes, atsparų vibracijai ir patvarų korpusą su aliuminio paviršiumi, kuris gerai pašalina šilumą, valdiklis ir baterija. Pastarasis veikia tik kartu su švino akumuliatoriais ir turi turėti 12 voltų vardinę galią. Efektyvus ir nepertraukiamas saulės baterijų veikimas įmanomas tik tada, kai jos yra statmenos saulės spinduliams. Idealiu atveju automobilių savininkams patariama įsigyti specialią sistemą, kuri seka saulės padėtį ir randa optimalų akumuliatoriaus kampą automatiniu režimu, tačiau tokio tipo konstrukcija kainuoja daug, kaisurinkimas.

Montuojant saulės bateriją automobilyje, pageidautina atsižvelgti į pasirinkto modelio, automobilio akumuliatoriaus ir borto tinklo charakteristikas. Komplekte esančių saulės baterijų gamintojai pateikia išsamias gaminių įrengimo ir eksploatavimo instrukcijas su vardinėmis galios, talpos ir įtampos vertėmis. Standartinėje įrangoje taip pat gali būti valdiklis, akumuliatoriaus gnybtai ir cigarečių degiklio kištukas.

Automobilių saulės kolektorių sistemos nėra pilnas akumuliatoriaus pakaitalas, tačiau jos leidžia įkrauti akumuliatorių ir tiekti maitinimą pagrindinei automobilio elektros įrangai. Geriausias būdas naudoti saulės bateriją yra įkrauti akumuliatorių kritinėse situacijose. Visiškai įkrauti akumuliatorių galima tik naudojant tinklo įkroviklį.