- Koks yra saulės energija valdomų dronų tinkamumas?
- Reikalingas didelis saulės baterijų paviršius
- Saulės energijos rinkimas ir naudojimas
- Koks tada sprendimas?
- Naujausi pasiekimai, pasiekę saulės energiją naudojančius dronus
- HAWK30 - didelio aukščio pseudo palydovai (HAPS)
- SB4 „Phoenix“
- Korėjos bepilotė skraidyklė saulės energija EAV3
Kaip prognozavo FAA prieš kelerius metus, dronų pardavimas komerciniais tikslais smarkiai išaugo, taip pat padidėjo ir saulės energijos pajėgumai pasaulyje. Šios dvi technologijos kartu kėlė viltį pamatyti saulės skraidančius dronus, skrendančius aukštai danguje. Daugelis mažų privačių kompanijų, didelių technologijų ir aviacijos gigantų, tokių kaip „Airbus“, „Boeing“, „Google“, „AeroVironment“, „Sunbirds SAS“, „Sunlight Aerospace“ ir kt..
Manoma, kad dėmesys didesniam atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimui labiau paskatins rinkos augimą, o dronų naudojimas fotografuojant iš oro, saulės ūkyje, renkant duomenis, žemės ūkio ūkyje, kasyboje ir kt. bepiločių orlaivių, naudojančių saulės energiją, rinką. Remiantis „Global Solar-powered UAV Market 2020-2024“ ataskaita, tikimasi, kad saulės energija varomų UAV rinka iki 2024 m. Augs 485,46 mln. JAV dolerių ir sieks 10% CAGR.
Be abejo, saulės energija varomi UAV parodė įdomias galimybes dideliame aukštyje ir ilgą ištvermę, tačiau dabartiniai saulės energija varomi UAV yra ypač lengvi ir trapūs bei turi nedidelę naudingą apkrovą. Kalbant apie svorį ir užfiksuotą energiją, saulės kolektoriai tampa vis efektyvesni, tačiau dar reikia atsakyti į klausimą - kiek įmanoma yra saulės energija valdomi bepiločiai orlaiviai ir su kokiomis techninėmis problemomis susiduria aviacijos kompanijos? Viename iš mūsų straipsnių išsamiai kalbėjome apie UAV, jų tipus ir jų taikymą. Šiandien nusprendėme nušviesti saulės energiją naudojančius dronus, jų galimybes ir techninius sunkumus.
Koks yra saulės energija valdomų dronų tinkamumas?
Priklausomybė nuo oro sąlygų, griežtų taisyklių nebuvimas, didėjantys UAV incidentai ir kt. Yra pagrindiniai veiksniai, kurie mažina saulės energija varomų UAV galimybes. Techniškai kalbant, saulė suteikia 100% energijos, o dronei kaupti ir naudoti saulės energiją reikalinga didžiulė sritis, kurioje galima būtų sumontuoti saulės baterijas. Be to, saulės baterijos turi būti 100% efektyvios. Pakalbėkime apie sunkumus / iššūkius, kuriuos reikia išspręsti norint, kad dronas, valdomas saulės energija, padėtų maksimaliai padidinti saulės energijos surinkimą.
Reikalingas didelis saulės baterijų paviršius
Saulės energija valdomi bepiločiai orlaiviai turi mažas priežiūros sąnaudas ir užtikrina, kad būtų sumažintas anglies pėdsakas dideliu mastu, tačiau norint užtikrinti aukštą efektyvumą, norint sumontuoti saulės baterijas, reikia didelio ploto. Saulės baterijos bepiločiuose orlaiviuose yra montuojamos ant fiksuotų sparnų. Kuo didesnės plokštės, tuo daugiau energijos jie išsiurbia nuo saulės. Nepaprastai padidinus drono dydį, galima optimaliai išnaudoti saulės energiją, ir čia slypi problema. Didelių gabaritų saulės kolektorių visiškai neįmanoma pritaikyti bepiločiams orlaiviams. Šią problemą sprendžia įvairios įmonės, dirbančios prie naujos kartos tipo lanksčių, plonų ir lengvų saulės kolektorių, kurie yra plačiai naudojami.
Saulės energijos rinkimas ir naudojimas
Kadangi surinkta saulės energija labai skiriasi laikui bėgant, saulės energija varomo UAV energijos trūkumas atitinkamai skiriasi. Energijos nutraukimo tikimybė yra didelė ryte dėl mažesnės derliaus galios ir toliau didėja iki pietų. Po vidurdienio sumažėja surinkta galia ir sumažėja energijos trūkumas. Vidurdienio metu surinkta saulės energija yra palyginti didesnė. Todėl sutrumpėja laikas įkrauti akumuliatorių iki to paties lygio.
Koks tada sprendimas?
Dėl padidėjusių saulės energijos energijos gamybos pajėgumų, saulės energija valdomų bepiločių orlaivių rinkoje vyksta keli pasiekimai. Be to, organizacijos tiria naujas galimybes naudoti saulės energiją naudojančius UAV įvairiems tikslams ir spręsti problemas pasauliniu mastu. Taikant šį bepiločių orlaivių pritaikymą įvairiose pramonės šakose, vyksta moksliniai tyrimai, siekiant pakeisti UAV struktūrinius komponentus energijos kaupimo ir energijos generavimo įtaisais, siekiant pagerinti saulės energija valdomų UAV skrydžio ištvermę ir našumo galimybes.
Saulės elementų uždėjimas ant dronų nėra vienintelė bepiločių orlaivių technologija, kuria atliekami tyrimai ir plėtra. Aviacijos kompanijos stengiasi sumažinti parazitinį svorį, kuris yra didelis dėl reikalingų laive galios sistemų. Taip pat stengiamasi įtraukti ličio polimerų baterijas ir energijos gamybos prietaisus, tokius kaip saulės elementai. Įvairūs nemokami energiją generuojantys įtaisai, t. norint, kad dronas skristų efektyviai, naudojami struktūriniai energijos kaupimo įtaisai, termoelektriniai generatoriai, struktūriniai saulės elementai ir kt. Be to, stengiamasi pagerinti orlaivio galios ir svorio santykį ir suteikti konstrukcijai galimybę atlaikyti įvairias vardines ir ne nominalias aerodinaminės apkrovos sąlygas, kurias ji gali patirti skrydžio metu.
Saulės medžio ir EV įkroviklius kuria tokios kompanijos kaip „Envision Solar“. Ši Kalifornijoje įsikūrusi įmonė taip pat sukūrė „EV ARC“ (kuris veikia kaip bepiločio įkroviklio įtaisas), kad išspręstų su atstumu ir diapazonu susijusias problemas. „ UAV ARC“ yra visiškai atjungtas nuo tinklo ir yra aprūpintas baterijomis, todėl produktas yra daug labiau keičiamas. Įrenginys skirtas ne tik įkrauti bepiločių orlaivių parkus, bet ir rinkti informaciją apie saulės skraidymo aparatus ir pateikti ataskaitos veikimo informaciją.
Gavome galimybę pasikalbėti su „Shpeta Patil“, „ISPAGRO Robotics“ technologijų specialiste, ir supratome kai kuriuos technologinius aspektus kuriant saulės energiją naudojančius bepiločius orlaivius ir jų tinkamumą. Štai ką ji pasakė:
Naujausi pasiekimai, pasiekę saulės energiją naudojančius dronus
Nuo 2017 m., Kai „Facebook“ saulės energija valdomas dronas su „Boeing 737“ sparnų ilgiu skrido į 2019 metus, kai Kinijos saulės energija valdomas dronas - „Meiying“ skraidė 10 valandų tolimųjų reisų silpnai apšviestą žiemą; keli saulės energija varomi bepiločiai orlaiviai yra išbandę skrydžius. Nors kai kurie pasirodė sėkmingi, kai kuriuos reikia tobulinti įvairiais aspektais. Neseniai „Sunbirds“ saulės energija valdomas „SB4 Phoenix“ dronas pakilo ir du kartus perplaukė Lamanšą, pirmyn ir atgal iš Sangatte į Doverį. Pažvelkime atidžiau į kai kuriuos saulės skrydžio dronus, kurie neseniai skrido.
HAWK30 - didelio aukščio pseudo palydovai (HAPS)
Tai nepilotuojamas, ilgaamžis saulės energija varomas UAV, sukurtas bendradarbiaujant Tokijuje įsikūrusiai „SoftBank“ dukterinei įmonei „HAPSMobile“ ir JAV gynybos rangovui „AeroVironment“. HAWK30 bandomąjį skrydį NASA tyrimų centre Kalifornijoje baigė 2019 m. Rugsėjo mėn. Ir pradeda teikti HAPS pagrįstas paslaugas iki 2023 m. Dronas sukonstruotas iš lengvų medžiagų, turi 10 sraigtų ir 256 pėdų sparnų ilgį. Saulės baterijos yra sumontuotos ant sparno paviršiaus, kad būtų maitinamas didelio tankio ličio jonų akumuliatorius, leidžiantis UAV tęsti skrydį ir perduoti net ir saulei leidžiantis.
SB4 „Phoenix“
Šis visiškai autonominis saulės energija varomas „Sunbirds“ bepilotis orlaivis skrido 2020 m. Rugsėjo 14 d., Du kartus perplaukdamas Lamanšo sąsiaurį, pirmyn ir atgal iš Sangatte į Doverį. Šis lengvas saulės energija valdomas dronas pasiekė 100 km ir 2 val. 21 min. skrydis virš jūros iš vienos šalies į kitą, kai 100% baterijos įkraunamos atvykus.
Korėjos bepilotė skraidyklė saulės energija EAV3
Neseniai Korėjos aviacijos ir kosmoso tyrimų instituto (KARI) atliktas EAV3 atliko ilgiausią 53 valandų nepertraukiamą skrydį dideliame aukštyje, kur nepakako oro. Šis saulės energija varomas UAV yra aprūpintas ypač energingai tankiais elementais, jis yra 9 m ilgio, 20 m sparnų pločio ir sveria apie 21 kg (46 svarai). Jis skrido 12-18 kilometrų aukštyje stratosferoje 16 valandų ir sumušė saulės skraidančio bepiločio orlaivio, kuris 2016-aisiais užbaigė 90 minučių skrydį 18 kilometrų aukštyje, rekordą.
„Google“ / „Titan Aerospace“: „Solara 50 Boeing“ / DARPA: „SolarEagle“, „Aurora Flight Sciences“: „Odisėjas“, „BAE Systems“: PHASA-35, Kinijos aviacijos ir kosmoso aerodinamikos akademija (CAAA): „Caihong“ (vaivorykštė) T-4, „Facebook“ / „Ascenta“: Aquila, „Airbus“: „Zephyr-S“ yra keletas kitų saulės energija valdomų UAV dronų, kurie buvo sukurti ir sukurti per pastaruosius kelerius metus.
Matant sprendimus ir matant vis daugiau bendrovių, prisijungiančių prie grupės, sunku neprognozuoti ryškių perspektyvų, kurios laukia saulės energija varomi UAV. Visame pasaulyje aktyviai stengiamasi plėtoti šią technologiją, taikomą orlaiviams, visų pirma todėl, kad jie gali atlikti užduotis ekologiškai ir už mažesnę kainą. Nuo pagalbos įvairiose karinėse operacijose, duomenų rinkimo ir bepiločių orlaivių pristatymo nelaimių atveju ir komerciniams mažmenininkams, saulės energija varomi UAV padarė žymiai efektyvesnį ir ekonomiškesnį darbų atlikimą. Nesuklysime paskambinę saulės energija varomiems UAV ir kitam dideliam dalykui!