სინათლის სიჩქარის რბოლის შიგნით, მზის ენერგიით მომუშავე სამგზავრო მანქანის შესაქმნელად

Bridgestone World Solar Challenge არ არის თქვენი ტიპიური საბურავების დნობის, გაზის ცეცხლმოკიდებული მანქანის რბოლა. იმის ნაცვლად, რომ დროებითი ბრუნი იყოს შავი ზედაპირის ოვალის გარშემო, ეს არის ეკოლოგიურად მოაზროვნე გამძლეობის ტესტი ავსტრალიის აუტბეკში.

ოთხი დღის განმავლობაში ექსპერიმენტული ფრანკენ-მანქანები მოძრაობდნენ 2000 მილის მანძილზე დარვინიდან ადელაიდამდე, ძირითადად მზის ენერგიის გამოყენებით. მანქანების უმეტესობა არ ჰგავს ფორმულა 1-ის წვეტიან მრბოლელებს. შექმნილია მზის სხივებზე გასაშვებად, ზოგიერთი მანქანა მარსისთვის მზა ჰოვერკრაფტს წააგავს, ზოგი კი მზის პოპ ტარტს ჰგავს, ოთხი ბორბალზე დაჭერილი.

რამდენიმე წლის წინ, საავტომობილო ცნობისმოყვარეობა, რომელმაც მოიგო მსოფლიო მზის გამოწვევა, იყო შემთხვევითი სიუჟეტი, რომელიც გავრცელდა თქვენს ტვიტერში. ქუჩის ლეგალური მზის ენერგიაზე მომუშავე მანქანების გამოშვებით, როგორიცაა Lightyear One და

სონოსი Motors' Sion, ისევე როგორც ცნობილი მოთამაშეები, როგორიცაა Toyota და Kia ტესტირების პანელის ინტეგრაცია, დაიწყო ახალი რბოლა, რომ გახდეთ მზის მანქანების უდიდესი კომპანია მსოფლიოში.

მზის სხივებით მოძრავ სედანებს ასევე ჰყავთ უამრავი სკეპტიკოსი და მოწინააღმდეგე. კარნეგი მელონის პროფესორი ჯერემი მიქალეკი, უნივერსიტეტის მანქანების ელექტროფიკაციის ჯგუფის დირექტორი, ამბობს, რომ მზის პანელები არის ძვირი მილის მიღების გზა. ელექტრო მეომარი ელონ მასკი პუხ-პუხს შინაარსი: "მზის დასაყენებლად ყველაზე ნაკლებად ეფექტური ადგილი მანქანაზეა."

მანქანის არქიტექტურის გადახედვა

არჯო ვან დერ ჰემი იყო ეინდჰოვენის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის უმცროსი სტუდენტი ელექტრო ინჟინერიაში, ნიდერლანდებში, როდესაც ნაცნობი სკოლის ჩქაროსნული სრიალის კლუბმა, ლექს ჰოეფსლოტმა, სთხოვა შეხვედრა გუნდში შესვლის შესახებ, რომელსაც ის აწყობდა, რომ მანქანაში ჩასულიყო World Solar-ში. გამოწვევა. ვან დერ ჰემი ორიენტირებული იყო მაგისტრატურაზე და უფრთხილდებოდა პროექტს. მაგრამ პირველ შეხვედრაზე, თანამემამულემა ინჟინრებმა დაიწყეს შემოთავაზებული მანქანის დიაგრამების დახატვა და იმ ღამეს, როცა უმცროსი სახლში მივიდა, ის იყო მიჯაჭვული.

2012 წლის ბოლოდან 2013 წლის დასაწყისამდე, ჰოლანდიის უნივერსიტეტის 20 სტუდენტმა დააპროექტა და დაამზადა ისეთი ბრტყელი მანქანა, რომ თითქმის კოსმოსური ასაკის ნაყინის სენდვიჩს ჰგავდა. ოქტომბრის რბოლაზე ეინდჰოვენის გუნდი მესამე ადგილზე გავიდა, უელსისა და გერმანიის შემდეგ. მაგრამ კრეისერების კლასის კატეგორიაში მოსამართლეებმა გაითვალისწინეს დიზაინი და პრაქტიკულობა და მოგვიანებით ეინდჰოვენი გამოაცხადეს საერთო გამარჯვებულად.

Hoefsloot-მა მიიღო კიდევ უფრო დიდი პრიზი და დააარსა Lightyear მზის კომპანია ვან დერ ჰემთან ერთად, როგორც ტექნოლოგიების მთავარი ოფიცერი. შვიდი წლის შემდეგ, გუნდმა ნასწავლი პროტოტიპად ჩამოაყალიბა, რომელიც ნაკლებად ჰგავს ნაყინის სენდვიჩს და უფრო მეტად წააგავს ტყვიის მატარებლის გლუვ წინა მხარეს. სავარაუდოდ, ის დაახლოებით $165,000 ეღირება, როგორც კი ის გამოვა ბაზარზე 2021 წლის ბოლოს (შეგიძლიათ დაჯავშნე ახლა დასაბრუნებელი $4000-ის ჩამორთმევით). უფრო ხელმისაწვდომი "Tesla Model 3"-ის სტილის ვერსია რამდენიმე წლის შემდეგ ჩამოვა. იმისთვის, რომ ყველაფერი განვითარდეს, Lightyear-მა შეაგროვა $30 მილიონი, აქვს 120 წინასწარი შეკვეთა და აჩვენა თავისი დემო მანქანა ლას-ვეგასში CES-დან მსოფლიო ეკონომიკურ ფორუმზე დავოსში, შვეიცარია.

მაშ, რა იცის Lightyear One მანქანის გუნდის გუნდმა მზის ენერგიაზე მომუშავე ძრავების შესახებ, რაც მასკმა არ იცის? „ელონი რომ გადაეხედა დღეს ამ გადაწყვეტილებას და შესაძლებლობა ქონდეს თავისი მანქანის არქიტექტურა ნულიდან აგებულიყო. დღეს 2004 წლის ნაცვლად [როდესაც ტესლას ადრეული მოდელები შეიქმნა], ის სხვა დასკვნამდე მივიდოდა“, - ამბობს ვან დერი. ლორი. "მზის მანქანა მუშაობს Lightyear-ისთვის, რადგან ჩვენ არქიტექტურას თავიდანვე ვაკეთებთ."

Lightyear-ის ყველაზე მნიშვნელოვანი ინოვაცია ხდება მანამ, სანამ ის მზის პანელებს დაამაგრებს და ბატარეებს დააყენებს. Lightyear One-ში ხუთ ადამიანს ეტევა, თუმცა მისი წონა 2500 ფუნტია. პრიუსი სასწორს 3375 ფუნტამდე წევს. Tesla Model 3 მოდის 3500-დან 4100-მდე.

”თქვენ ნამდვილად, ნამდვილად, პირველ რიგში უნდა გადახედოთ საფუძვლებს,” განმარტავს ვან დერ ჰემი წონის უპირატესობის შესახებ Lightyear One-ს სხვა მანქანებთან შედარებით. ”აი, სადაც თქვენ აპირებთ ყველაზე დიდ განსხვავებას - არქიტექტურაში. არა ტექნოლოგიის დეტალებში. ”

ახალი ტესტების და ძველი ხრიკების გაშუქება

სხვა კომპანიები, დიდი და პატარა, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ეწეოდნენ მზის ენერგიას. 2010 წლიდან 2015 წლამდე Toyota-მ შესთავაზა მზის სახურავი ამერიკაში, როგორც Prius-ის არჩევითი ძვირადღირებული პაკეტის ნაწილი, რომელიც ასევე მოიცავდა ტყავის სავარძლებს და დისტანციური მართვის კონდიციონერს. დაახლოებით 95000 ამერიკელმა მომხმარებელმა შეიძინა არჩევითი პაკეტი იმ წლების განმავლობაში. 2019 წლის დეკემბრიდან კომპანიამ ასევე გაყიდა 4500 ახალი Prius PHV იაპონიასა და ევროპაში, რომელსაც აქვს მზის პანელები სახურავზე, რომელსაც შეუძლია. გამოიმუშავებს 160 ვატს - საკმარისია დამხმარე სიმძლავრის დასახმარებლად, მაგრამ არ გადაიტანოს მანქანა მნიშვნელოვანი მილის მანძილზე (ეს ვარიანტი ამჟამად არ არის ხელმისაწვდომი ᲩᲕᲔᲜ.).

ტოიოტამ ახლახან ააშენა ა პრიუსის პროტოტიპი უაღრესად ეფექტური, Sharp-ის მიერ დამზადებული მზის ბატარეის უჯრედებით, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიმუშაონ 860 ვატი, რაც პოტენციურად საკმარისია მანქანის ძრავისთვის დღეში 25-ზე მეტი მილის მანძილზე. ახალი ვერსია ასევე აფართოებს უჯრედის დაფარვას მხოლოდ სახურავიდან კაპოტამდე, უკანა ლუქის კარებამდე და საბარგულის სპოილერამდე. მიუხედავად იმისა, რომ Toyota-მ ბევრი აჟიოტაჟი გამოიწვია ტესტების შესახებ, განხილვის პერიოდი გაგრძელდა 2020 წლის თებერვლამდე, ბაზარზე უფრო ეკოლოგიურად სუფთა მოდელის მტკიცე გეგმების გარეშე. თუ იაპონური კომპანია წინ მიიწევს ელექტრომობილით ან ჰიბრიდით, რომელსაც აქვს საკმარისი მზის პანელები ავტომობილის გასაძლიერებლად, მისი ჰიბრიდული ბაზრის წილი უკვე აძლევს მას უზარმაზარ უპირატესობას ნებისმიერ სტარტაპთან შედარებით. ტოიოტას, სავარაუდოდ, ყველაზე მეტი გამოცდილება აქვს ნებისმიერ ავტომობილის კომპანიას შორის მზის მანქანების მარკეტინგში, თუნდაც შეზღუდული სიმძლავრის მქონე მანქანების.

Kia/Hyundai ყიდის არჩევით მზის სახურავებს (დაახლოებით 1000 დოლარად) თავის Sonata და Optima ჰიბრიდულ მოდელებზე კორეაში. კომპანიას აქვს გეგმები განახლების შეთავაზებას საზღვარგარეთის ბაზრებზე, მაგრამ წარმომადგენლები არ ასახელებენ სპეციფიკას. ოპტიმალურ პირობებში, სახურავები მანქანებს წელიწადში დაახლოებით 800 კილომეტრზე მეტს აძლევს.

ვან დერ ჰემი მიუთითებს სონატას მზის სახურავზე, როგორც სიმბოლურ ძალისხმევას სინათლის წელზე ინტეგრაციასთან შედარებით. ერთი, რომელსაც ის ჰპირდება, წელიწადში 8300 მილს გამოიღებს მზის ბატარეებიდან, თუნდაც ისეთ ნისლიან ქალაქში, როგორიცაა სან. ფრანცისკო. Lightyear-ის უპირატესობის დიდი ნაწილი უბრუნდება სხეულის წონას, რომელიც აგებულია ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტისაგან. და ალუმინი უფრო ტრადიციული მანქანის წინააღმდეგ, როგორიცაა Sonata, რომელიც არის ფოლადი (მაღალი სიმტკიცის, შედარებით მსუბუქი ფოლადი, მაგრამ ისევ).

სონო მოტორსი

გერმანიის Sono Motors იყენებს მსუბუქ ალუმინის ჩარჩოს მზის ენერგიაზე მომუშავე Sion-ის წონის შესამცირებლად. თუ Lightyear არის სპორტული მგზავრობა ეკოლოგიურად მოაზროვნე ალფაებისთვის, Sion არის ხელმისაწვდომი ალტერნატივა მგრძნობიარე, მზის თაყვანისმცემელი ბეტაებისთვის. ყუთიანი შავი ჰეჩბეკი აქვს დახრილი წინა მხარე და ჰეჩბეკი, რომელიც მოგვაგონებს Honda Fit-ს და გამოდის მხოლოდ ერთ ფერში, შავი. ეს არჩევანი, ისევე როგორც მანქანის ბევრი მახასიათებელი, გადაწყდა პროექტის დაფინანსების საზოგადოების მიერ.

10000-ზე მეტმა ადამიანმა წინასწარ შეუკვეთა Sion $550 დასაბრუნებლად $28,000 შესყიდვის ფასში. მიწოდება დაგეგმილია 2022 წლის დასაწყისში. ეს არის დიდი რწმენა დამფუძნებლების მიმართ, რომლებმაც დაიწყეს პროექტი სტუდენტობის დროს და ჯერ კიდევ არ შექმნიათ ოფიციალური პროტოტიპი. მანქანა, რომელსაც ისინი ათვალიერებდნენ, ნაკლებად ახდენს ნიღბავს იმ ადგილს, სადაც არის მზის პანელები და აქვს BMW-ს საჭის სვეტიც კი (მოგვიანებით შეიცვლება საკუთრების სვეტით). სხვა გადაწყვეტილებები, როგორიცაა სერიული მანქანა იქნება წინა ან უკანა ამძრავიანი, ჯერ არ არის დასრულებული. განვითარებისადმი ღია მიდგომა სონოს ახლახანს დაეხმარა crowdfunded $55 მილიონი დაეხმარონ პროტოტიპების შექმნას და მანქანის ბაზარზე გატანას.

სონო გვპირდება, რომ მზის ენერგია სიონს დღეში 10 მილის მანძილზე ამოძრავებს, რაც შეიძლება არც ისე ბევრი ჩანდეს, მაგრამ ეს არის დაახლოებით ის, რასაც ატარებს ტიპიური გერმანელი მგზავრი დღეში, ამბობს კომპანიის წარმომადგენელი. ბატარეის საცავი დაიტენება 200-დან 250 მილამდე. სხვა პრაქტიკულ მახასიათებლებს მიეკუთვნება წინა და უკანა სავარძლების ჩამოგდების შესაძლებლობა, რათა შეიქმნას 8 ფუტი სალონში სათავსო, ასევე განყოფილება. წინა ბამპერის დატენვის პორტზე, სადაც მომხმარებლებს შეუძლიათ საყოფაცხოვრებო ტექნიკის შეერთება (იმ შემთხვევაში, თუ კემპინგის დროს გჭირდება სმუზი).

მზის მანქანის აშენება არც ისე ადვილია - არც იაფი

თუ გეჩვენებათ, რომ მზის მანქანების სამყაროს აკლია ამერიკული გამოგონება, ეს მთლად ასე არ არის. ფორდმა C-MAX Solar Energi Concept მანქანა 2014 წელს CES-ზე წარადგინა, მაგრამ მას შემდეგ ბევრი სიახლე არ ისმის. მიჩიგანის უნივერსიტეტს ჰყავს მსოფლიოში ერთ-ერთი საუკეთესო მზის მანქანის რბოლის გუნდი, რომელმაც მოიგო რამდენიმე ეროვნული კონკურსი და მესამე ადგილი დაიკავა 2019 წლის Bridgestone World Solar Challenge-ზე.

პროფესორი ნილ დასგუპტა, მიჩიგანის რბოლის გუნდის ფაკულტეტის მრჩეველი, მართავს კვლევით ლაბორატორიას, რომელიც ორიენტირებულია მზის ენერგიასა და ბატარეებზე და ამბობს, რომ მზის მანქანების კომპანიები, სავარაუდოდ, შეეჭიდებიან რამდენიმე გარიგებას.

დამწყებთათვის, მზის მანქანის აშენება არ არის იაფი. რა თქმა უნდა, არის ფოტოელექტრული უჯრედები და ბატარეები. შემდეგ არის ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური კორპუსი, რომელსაც Lightyear და მიჩიგანის უნივერსიტეტი იყენებენ თავიანთი მანქანების წონის შესამცირებლად. ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტის ყოველი ფუნტი საკმაოდ ძვირია, განმარტავს Dasgupta. კარგი ამბავი ის არის, რომ შედარებით მსუბუქი მასალა შეიძლება იყოს შთამბეჭდავად უსაფრთხო.

„რბოლის მანქანების მძღოლები ავარიას ტოვებენ საათში 100 მილის სიჩქარით“, - აღნიშნავს პროფესორი. ”ეს მანქანები ნაწილობრივ დამზადებულია ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტისგან. ისინი რეალურად შეიძლება უფრო უსაფრთხო აღმოჩნდნენ, ვიდრე ფოლადის დაფუძნებული მანქანები.” ბევრი მანქანის მწარმოებელი ხედავს პოტენციალს მასალის დამზადება, მაგრამ მეტი კვლევა და განვითარებაა საჭირო იმისათვის, რომ ღირებულება შემცირდეს. სტარტაპი, რომელიც აშენებს მზის მანქანებს მზის უჯრედებით, ძალზე ეფექტური ბატარეებითა და ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური კორპუსებით, მაინც მომგებიანი უნდა იყოს.

„შეძლებენ თუ არა მათ წარმოების ხარჯების დაწევას იქამდე, სადაც გონივრული იქნება, კარნახობს სტარტაპ კომპანიის წარმატებას ან წარუმატებლობას“, - აფასებს Dasgupta. თანამედროვე ტექნოლოგიის გათვალისწინებით, ის ასევე არ ელის ბევრ მზის ენერგიაზე მომუშავე პიკაპს ან SUV-ს ნებისმიერ დროს მალე, რადგან პანელებისთვის დამატებითი ადგილი, როგორც წესი, არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ მძიმე მანქანა დიდი ხნის განმავლობაში ენერგიით უზრუნველყოს დისტანციებზე. მზის სახურავი შესთავაზა ახალს Fisker SUVმაგალითად, მანქანას წელიწადში მხოლოდ 1000 მილი ემატება.

Sion ცდილობს შეამციროს ხარჯები ბაზარზე უკვე არსებული ზოგიერთი მანქანის ნაწილების გამოყენებით. კომპანია ასევე ცდილობს შეზღუდოს ჭარბი ენერგიის მოხმარება წარმოებისას ავტომობილების ასამბლეის ხაზის გადახედვით. მაგალითად, კორპუსის პანელები შეიღებება ფერებით და არა შეღებილი ენერგიისა და წარმოების ხარჯების დაზოგვის მიზნით.

ნასწავლი გაკვეთილები

ვან დერ ჰემი ამბობს, რომ ერთ-ერთი გაკვეთილი, რომელიც მან ისწავლა ტესლას ზრდის ყურებით, არის იმის მნიშვნელობა, რომ არ ცდილობდე ბევრი რამის გაკეთებას სახლში.

”ჩვენ პარტნიორული კომპანია ვართ”, - განმარტავს ის. „Lightyear-ის მთელი იდეა არის არსებული ნივთებისა და ინფრასტრუქტურის მაქსიმალურად გამოყენება. მანქანის მზის პანელები დამზადებულია კალიფორნიის მიერ Sunpower, მაგალითად.

„ჩვენ ვაკეთებთ რამდენიმე ხრიკს, რომ პანელები მართლაც ეფექტური გავხადოთ“, - ამბობს ის, მათ შორის დიზაინი, რომელიც უზრუნველყოფს, რომ პანელები, რომლებიც ჩრდილშია ან დაფარულია ფრინველის ნაკაწრით, არ შეანელონ დატენვის საერთო სიჩქარე.

პანელების, ბატარეისა და კორპუსის ოპტიმიზაცია Lightyear One-ს ორჯერ უფრო ეფექტურს ხდის, ვიდრე Tesla Model S. სინამდვილეში, ჯგუფმა გააანალიზა ელონ მასკის მოდელ 3-ზე მათი მზის პანელების დაყენების გავლენა და ჩათვალა, რომ ეს მხოლოდ წელიწადში 3000 მილს დაამატებდა Lightyear One-ის 8000-ის წინააღმდეგ.

"ამ თვალსაზრისით, ვეთანხმები ელონის კომენტარს", - ამბობს ვან დერ ჰემი. „მზის პანელის ახლავე მოდელ 3-ზე დაყენება ბევრს არ მატებს“.

თუ ვერ დაელოდებით რამდენიმე წელი ახალ მზის მანქანას, ნახეთ YouTube-ების პროექტი ბრაისისა და კორტნის მიერ, რომლებმაც დატოვეს სამსახური და გადააკეთეს 1988წ. Dodge Ram Van სახურავზე მზის პანელებით სახურავზე, რომელიც მათ მოიარეს აშშ-ში. არ გაქვთ 165,000 დოლარი ახალი მზის ტარებისთვის დასახარჯად? უბრალოდ დაამაგრეთ რამდენიმე პანელი თქვენი ამჟამინდელი მანქანის თავზე დაახლოებით $1000.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• Sony Honda Afeela-ის მანქანა არის CES-ის პიკი და მე სრულიად აქ ვარ ამისთვის
• დღეს CES მასპინძლობს მაღალსიჩქარიანი ავტონომიური ავტორბოლას. უყურე აქ
• ვოლვო წარმოაჩენს ელექტრო 2022 C40 Recharge-ს Android-ით აღჭურვილი ავტომობილის ტექნოლოგიით
• Apple აწარმოებს მოლაპარაკებებს Hyundai-სთან შესაძლო ავტომობილის შესახებ, ადასტურებს ავტომწარმოებელი
• დაამუხრუჭეთ Apple Car-ის მოლოდინები, ამბობს ანალიტიკოსი