Keskity! Aurinkokoneen päivitys!

Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on kaupallisen lentoliikenteen yleinen haaste. Tämän alan osuus maailmanlaajuisista päästöistä on 2,6 prosenttia, ja tämä osuus voi nousta 5 prosenttiin, koska teollisuus on jäljessä muista sektoreista hiilidioksidipäästöjen vähentämisprosessissa.

Vuoteen 2030 mennessä enemmän ihmisiä matkustaa lentäen, ja lentoyhtiöiden nykyiset sitoumukset käyttää vähähiilisiä vaihtoehtoisia polttoaineita kompensoivat vain osittain tämän kasvun.

Lentokoneiden käyttämä aurinkoenergia

Riittävästi auringonvaloa saavuttaa maan pinnan yhdessä tunnissa kattamaan kaikki maailman energiantarpeet koko vuodeksi.

Aurinkosähköjärjestelmissä käytetään aurinkosähkömoduuleja auringonvalon muuntamiseksi sähköksi. Tämä energia voidaan muuntaa sähköksi ja käyttää lentokoneteollisuudessa.

1970-luvun polttoainekriisin aikana aurinkoenergiaa aurinkosähkömoduuleilla nähtiin vaihtoehtoisena energialähteenä. Aurinkokoneet ovat viime aikoina saaneet yleisön ja ilmailualan huomion ekologisesti hyödyllisenä ratkaisuna. Toisin kuin perinteiset lentokoneet, aurinkolentokonet käyttävät aurinkosähkömoduuleja auringonsäteilyn keräämiseen ja muuntamiseen sähköksi.

Aurinkovoimalla toimivia lentokoneita suositaan tavallisiin lentokoneisiin verrattuna

Aurinkovoimalla toimivilla lentokoneilla on suuret mahdollisuudet korkean korkeuden ja pitkän kestävyyden (HALE) tehtäviin, koska aurinkosähkön saatavuus on rajoittamaton.

Aurinkovoimalla toimivat lentokoneet voivat lentää avaruuden läheisyydessä ilmakehän lentoalueen yläpuolella ja avaruusaluksen lentoalueen alapuolella (n. 20-100 km).

Lentokoneiden järjestelmien kestävyydestä ja auringonvalon saatavuudesta riippuen ne voivat risteillä yhtäjaksoisesti kuukausia tai jopa vuosia, mikä ei ole mahdollista tavanomaisilla lentokoneilla toimintarajoitusten vuoksi.

Kuinka aurinkovoimalla toimiva lentokone toimii?

Perusajatuksena on peittää lentokoneen tietyt alueet, kuten siivet ja häntä, aurinkokennoilla.

Auringon säteelle altistuessaan aurinkosähkömoduulit muuttavat aurinkoenergian sähköksi. PV-moduulien suunta ja auringon kirkkaus ovat kaksi elementtiä, jotka vaikuttavat energian tuotantoon.

Tehonsiirron lähtöä hallitsevassa piirissä on ohjelmoitava mikro-ohjain. Sähkön ohjaus- ja siirtojärjestelmä varmistaa, että aurinkomoduulit tuottavat mahdollisimman paljon energiaa. Suurin osa tuotetusta sähköstä käytetään lentokoneen elektroniikan ja propulsiojärjestelmien tehostamiseen. Vähäisen auringonpaisteen aikana akut latautuvat lisäenergialla.

Perusideana on käyttää lentokonetta aurinkoenergian kuljettamiseen, ja lentokonetta peittävät aurinkomoduulit suorittavat tämän tehtävän. Näitä moduuleja käyttämällä säteilyenergia muunnetaan sähköenergiaksi. Tätä sähköenergiaa käytetään akkujen lataamiseen, jotka käyttävät sähkömoottoreita.

Moottoreihin asennetut potkurit tuottavat jatkuvan työntövoiman. Ilman dynaaminen toiminta ajaa siten lentokonetta ja synnyttää siipiin voiman, joka on vastakkainen painon alaspäin suuntautuvalle voimalle. Akut ovat ainoa energianlähde yöllä.

Aurinkoenergialla toimivien lentokoneiden edut

Aurinkovoimalla toimivat lentokoneet ovat ympäristöystävällisiä. Aurinkolentojen tärkein etu ja perustavanlaatuinen syy niiden kehittämiseen on, että ne ovat riippuvaisia ​​puhtaasta energialähteestä, jolla ei ole kielteisiä ympäristövaikutuksia.

Aurinkoenergialla on merkittäviä etuja fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna, koska se on ilmainen, puhdas ja uusiutuva energianlähde.

Aurinkoenergialla toimivien lentokoneiden huonot puolet

Perinteiseen lentämiseen sään muutokset vaikuttavat vähemmän kuin aurinkoenergialla toimiviin lentokoneisiin. Perinteiset lentokoneet voivat viivästyä sään vuoksi tai matka voi muuttua haastavammaksi. Aurinkovoimalla toimivat lentokoneet voivat kuitenkin lentää vain tietyissä sääolosuhteissa, etenkin pitkiä matkoja, koska niitä on ladattava ilmassa.

Vaikka aurinkoenergia on käytännössä ilmaista, sen keräämiseen ja käyttöön tarvittavat laitteet ja teknologia ovat erittäin kalliita, varsinkin kun otetaan huomioon yhden matkustajan lentokoneen käyttäminen.

Ensimmäinen aurinkovoimalla toimiva lentokone ja moderni lentokone

Sähköä on käytetty lentävien koneiden kuljettamiseen pitkään. Ensimmäinen oli ranskalainen vedyllä täytetty lentävä vene, joka voitti 10 km:n kilpailun lähellä Villacoulbayta ja Medonia vuonna 1884.

Bensiinimoottorin saapuessa lentokoneiden sähkövoimasta luovuttiin ja kenttä lepäsi lähes vuosisadan. Tuolloin sähköjärjestelmällä oli etu ainoaan kilpailijaansa, höyrykoneeseen, verrattuna.

Innostuneen yleisön ja valokuvaajien edessä SunPower 2 laskeutui Abu Dhabissa varhain 26. heinäkuuta 2016. Lentokone suoritti monien mielestä mahdottoman tehtävän. 14 kuukauden ja 550 lentotunnin jälkeen se kulki 25,000 mailia ympäri maapalloa käyttämättä nestemäistä polttoainetta ylittäen neljä maanosaa, kaksi valtamerta ja kolme merta. Tämän ajoneuvon ainoa voimanlähde oli kirkkaat auringonsäteet.

Viimeaikainen tutkimus ja kehitys aurinkoenergialla toimivista lentokoneista

Muiden kilpailevien teknologisten lähestymistapojen tapaan aurinkopolttokennoja on kehitetty tuottamaan sähköä kiinteisiin järjestelmiin. Nykyinen tutkimus- ja kehitystyö keskittyy luotettavien, edullisien ja tehokkaiden energiaverkkojen kehittämiseen lentosovelluksiin.

Nopeaa teknistä kehitystä tehdään aurinkoenergian käytön parantamiseksi ja laajentamiseksi lentoliikenteessä. Tässä yhteydessä orgaaniset aurinkosähköjärjestelmät ovat erittäin tärkeitä. Orgaaniset aurinkosähköt (OPV) on valmistettu monipuolisesta ja monipuolisesta valikoimasta orgaanisia materiaaleja ja tarjoavat rajattomat mahdollisuudet suorituskyvyn parantamiseen. Orgaaniset molekyylit ovat halpoja, niillä on hyvät valon absorptio-ominaisuudet ja niiden avulla voidaan tehdä jopa muutaman sadan nanometrin ohuita pinnoitteita.

Viimeaikainen kehitys aurinkoenergialla toimivissa lentokoneissa on Zephyr S -lentokoneiden kehitys. Myös droonina ja pseudosatelliittina tunnettu Zephyr S -lentokone lähti lentoon Yhdysvaltain armeijan Yuma Proving Groundilta Arizonassa. Se on suunniteltu pysymään ilmassa pitkiä aikoja, jolloin se voi toimia sotilaallisena anturialustana.