Мировой солнечный вызов: как далеко в солнечном автомобиле?

Солнечная энергия является отличным источником возобновляемой энергии, но всегда имела свои ограничения. В лучшем случае в солнечный день на поверхности Земли доступно только 1000 Вт/м2, а ограниченная эффективность солнечных панелей еще больше снижает эту мощность. Это настолько небольшое количество, что солнечные панели на легковых автомобилях используются только для выполнения черных задач, таких как обслуживание аккумуляторов и работа маломощных вентиляторов.

Однако там, где одни видят невозможное, другие видят возможность. World Solar Challenge — это соревнование, целью которого является показать истинный потенциал транспорта, работающего на солнечной энергии. Теперь, спустя 30 лет с момента его создания, то, что раньше было невозможным, на самом деле достигается несколькими командами менее чем за одну десятую от первоначального времени. Чтобы держать конкурентов в напряжении, правила со временем менялись, всегда расширяя границы возможного просто с помощью солнечного света. Это не основной транспорт; это инженерная задача. Как далеко можно проехать на солнечном автомобиле?

Инициатором этого мероприятия стал Ганс Толструп, авантюрист датского происхождения, страстно увлекающийся устойчивым развитием и альтернативами ископаемому топливу. Работая с легендой австралийских туристических автомобилей Ларри Перкинсом и его братом Гарри, трио построило автомобиль на солнечной энергии под названием The Quiet Achiever. В 1982 году легкий автомобиль преодолел 2518 миль от Перта до Сиднея всего за 20 дней, работая исключительно на солнечной энергии. Этот подвиг привлек большое внимание общественности, что непосредственно привело к первому проведению World Solar Challenge всего 5 лет спустя.

Первый конкурс был организован в 1987 году в сотрудничестве с Комиссией по туризму Южной Австралии. На старт выстроились 13 участников, шестеро дошли до финиша. General Motors выиграла соревнование с Sunraycer, преодолев дистанцию ​​от Дарвина до Аделаиды всего за 44 часа 90 минут, опередив Ford Australia, занявшего второе место, почти на 23 часа.

Первоначально это происходило каждые три года, а с 1999 года оно перешло на каждые два года. В некоторые годы более 50 команд присоединялись к гонке на старте, хотя многие из них выбывали из-за аварий или механических проблем, приводящих к завершению гонки. В гонке принимают участие участники из разных слоев общества со всего мира. За последние три десятилетия в конкурсе приняли участие представители автомобильных производителей, технологических компаний, университетов и даже средних школ. Часто спонсорами команд являются представители высокотехнологичных отраслей, занимающихся технологиями, подходящими для таких приложений. Наличие на борту компании, которая может поставить высокоэффективные солнечные панели или легкий и мощный двигатель, может иметь большое значение.

С годами гонка развивалась по мере того, как на первый план выходили новые технологии. Правила относительно максимальной площади солнечных панелей ужесточились, поскольку с годами панели стали более эффективными. Это помогает снизить затраты, поскольку новейшие и лучшие солнечные панели стоят недешево. Другие правила направлены на ограничение бортовых накопителей энергии и обеспечение равных условий для конкурентов. Транспортные средства для соревнований передвигаются по дорогам общего пользования и поэтому обязаны соблюдать ограничения скорости и правила дорожного движения.

Поскольку средние скорости с годами увеличились, правила изменились, чтобы сделать упор и на практичность, стремясь подтолкнуть участников к разработке транспортных средств, которые ближе к чему-то, пригодному для использования на улице. В конкурсе теперь участвует класс Cruiser для многоместных транспортных средств, которые оцениваются по таким факторам, как удобство посадки и общее количество пассажиро-километров, набранных за поездку.

Как и в традиционном автоспорте, правила World Solar Challenge повлияли на конструкцию гоночных автомобилей. Учитывая ограниченность доступной энергии, эффективность является ключевым моментом в каждом аспекте проектирования. Участник, который способен уловить больше энергии и направить ее в движение вперед, лучше всего сможет принести домой победу.

Что касается электричества, первая задача — эффективно улавливать как можно больше энергии доступного солнечного света. Установка самых эффективных солнечных панелей — это лишь одна часть уравнения. Команды часто наклоняют свои солнечные панели так, чтобы они были перпендикулярны солнечным лучам после окончания вождения в 17:00, чтобы максимально использовать свет до захода солнца. Чтобы выжать из элементов все до последней капли, используется оборудование отслеживания максимальной мощности, которое поддерживает солнечные элементы в оптимальном рабочем диапазоне. Двигатели и контроллеры спроектированы аналогичным образом с упором на то, чтобы тратить как можно меньше энергии при движении автомобиля по дороге.