- Каковы возможности использования дронов на солнечных батареях?
- Для солнечных панелей требуется большая поверхность
- Сбор и использование солнечной энергии
- Какое тогда решение?
- Последние достижения в области дронов на солнечной энергии
- HAWK30 - Высотные псевдоспутники (HAPS)
- SB4 Феникс
- Корейский дрон на солнечных батареях EAV3
Как и предсказывало FAA несколько лет назад, продажи дронов для коммерческих целей резко выросли, как и мировая мощность солнечной энергии. Эти две технологии вместе вселили надежду увидеть дроны на солнечных батареях, летающие высоко в небе. Многие небольшие частные компании, крупные технологические и авиационные гиганты, такие как Airbus, Boeing, Google, AeroVironment, Sunbirds SAS, Sunlight Aerospace и т. Д., Уже давно присутствуют на рынке и активно работают над разработкой дронов на солнечной энергии..
Ожидается, что акцент на более широкое использование возобновляемых источников энергии будет способствовать росту рынка в большей степени, а применение дронов в аэрофотосъемке, солнечном сельском хозяйстве, сборе данных, сельском хозяйстве, добыче полезных ископаемых и т. Д. Стимулирует рост рынок дронов на солнечной энергии. Согласно отчету «Глобальный рынок БПЛА на солнечной энергии в 2020–2024 годах», ожидается, что к 2024 году рынок БПЛА на солнечной энергии вырастет на 485,46 млн долларов, а среднегодовой темп роста составит 10%.
Несомненно, БПЛА на солнечной энергии продемонстрировали интересные возможности для большой высоты и большой продолжительности жизни, но современные БПЛА на солнечной энергии чрезвычайно легкие и хрупкие и имеют небольшую полезную нагрузку. Что касается веса и захваченной энергии, солнечные панели становятся все более и более эффективными, но вопрос, на который еще предстоит ответить: насколько осуществимы дроны на солнечной энергии и с какими техническими проблемами сталкиваются авиационные компании? Мы подробно рассказали о БЛА, их типах и применении в одной из наших статей. Сегодня мы решили пролить свет на дроны на солнечных батареях, их возможности и технические сложности.
Каковы возможности использования дронов на солнечных батареях?
Зависимость от погоды, отсутствие строгих правил, рост числа инцидентов с БПЛА и т. Д. Являются основными факторами, которые снижают возможность создания БПЛА на солнечной энергии. С технической точки зрения, солнце вырабатывает 100% энергии, а для того, чтобы дрон мог хранить и использовать солнечную энергию, требуется обширная территория, на которой можно установить солнечные панели. Кроме того, солнечные панели должны быть эффективными на 100%. Давайте поговорим о трудностях / задачах, которые необходимо решить для дрона на солнечной энергии, чтобы максимально увеличить сбор солнечной энергии.
Для солнечных панелей требуется большая поверхность
Дроны, работающие на солнечной энергии, имеют низкие затраты на техническое обслуживание и обеспечивают сокращение выбросов углекислого газа в больших масштабах, но для обеспечения высокой эффективности требуется большая площадь для установки солнечных панелей. Солнечные батареи в беспилотных летательных аппаратах с солнечной батареей установлены на неподвижных крыльях. Чем больше панели, тем больше энергии они поглощают от солнца. Значительное увеличение размера дрона может помочь в оптимальном использовании солнечной энергии, и в этом заключается проблема. Громоздкие солнечные панели вообще не подходят для дронов. Этой проблемой занимаются различные компании, работающие над гибкими, тонкими и легкими солнечными панелями нового поколения, которые широко используются.
Сбор и использование солнечной энергии
Поскольку собранная солнечная энергия значительно изменяется со временем, отключение энергии БПЛА на солнечной энергии изменяется соответственно. Вероятность отключения электроэнергии высока утром из-за более низкой собираемой мощности и продолжает увеличиваться до полудня. После полудня собранная мощность уменьшается, а также сокращаются перебои в подаче электроэнергии. В полдень собираемая солнечная энергия сравнительно выше. Следовательно, время зарядки аккумулятора до прежнего уровня сокращается.
Какое тогда решение?
В связи с увеличением генерирующих мощностей солнечной энергии на мировом рынке дронов на солнечной энергии происходит несколько улучшений. Кроме того, организации изучают новые возможности использования БПЛА на солнечных батареях для различных целей и решения проблем в глобальном масштабе. В связи с этим применением беспилотных летательных аппаратов в различных отраслях промышленности ведутся постоянные исследования по замене структурных компонентов БПЛА устройствами накопления энергии и выработки энергии для повышения продолжительности полета и производительности БПЛА на солнечной энергии.
Установка солнечных элементов на дроны - не единственная технология дронов, в которой ведутся исследования и разработки. Авиационные компании работают над уменьшением паразитного веса, который высок из-за наличия на борту необходимых систем питания. Кроме того, прилагаются усилия для включения литий-полимерных батарей и устройств для выработки энергии, таких как солнечные элементы. Различные устройства для производства бесплатной энергии, а именно. структурные накопители энергии, термоэлектрические генераторы, структурные солнечные элементы и т. д. используются для обеспечения эффективного полета дронов. Кроме того, прилагаются усилия для улучшения отношения мощности к массе самолета и обеспечения способности конструкции выдерживать различные номинальные и нестандартные условия аэродинамической нагрузки, которые могут возникнуть во время полета.
Зарядные устройства для солнечных батарей и электромобилей разрабатываются такими компаниями, как Envision Solar. Эта калифорнийская компания также разработала EV ARC (который действует как зарядное устройство для дронов) для решения проблем, связанных с расстоянием и дальностью. БЛА ARC полностью -решетки и оснащен батареи делает продукт более масштабируемым. Устройство предназначено не только для зарядки флота дронов, но и для сбора информации о солнечных дронах и предоставления отчетов о производительности.
У нас была возможность поговорить со Светлой Патил, специалистом по технологиям в ISPAGRO Robotics, и мы поняли некоторые технологические аспекты разработки дронов на солнечной энергии, а также об их осуществимости. Вот что она сказала:
Последние достижения в области дронов на солнечной энергии
С 2017 года, когда дрон Facebook на солнечной энергии с размахом крыльев Boeing 737 совершил полет, до 2019 года, когда китайский беспилотник на солнечной энергии - Meiying совершил 10-часовой дальний полет в тускло освещенную зиму; несколько дронов на солнечных батареях совершили испытательные полеты. Некоторые из них оказались успешными, но некоторые нуждаются в улучшении по различным направлениям. Недавно дрон SB4 Phoenix на солнечной энергии от Sunbirds совершил полет и дважды пересек Ла-Манш, совершив перелет из Сангатте в Дувр и обратно. Давайте подробнее рассмотрим некоторые из недавно совершивших полеты дронов на солнечных батареях.
HAWK30 - Высотные псевдоспутники (HAPS)
Это беспилотный БПЛА на солнечной энергии с длительным сроком службы, разработанный в сотрудничестве между токийской дочерней компанией SoftBank HAPSMobile и американской оборонной компанией AeroVironment. HAWK30 завершил испытательный полет в исследовательском центре НАСА в Калифорнии в сентябре 2019 года и готовится начать предоставлять услуги на основе HAPS к 2023 году. Дрон построен из легких материалов, имеет 10 пропеллеров и размах крыльев 256 футов. Солнечные панели устанавливаются на поверхности крыла для питания литий-ионной батареи с высокой плотностью энергии, что позволяет БПЛА продолжать полет и передачу данных даже после захода солнца.
SB4 Феникс
Этот полностью автономный дрон на солнечной энергии от Sunbirds совершил полет 14 сентября 2020 года, дважды пересек Ла-Манш, сделав туда и обратно из Сангатте в Дувр. Этот легкий дрон на солнечной энергии преодолел дистанцию 100 км за 2 ч 21 мин. перелет по морю из одной страны в другую со 100% заряженными батареями по прибытии.
Корейский дрон на солнечных батареях EAV3
Недавно EAV3, созданный Корейским институтом аэрокосмических исследований (KARI), завершил свой самый продолжительный непрерывный полет продолжительностью 53 часа на большой высоте, где воздуха было недостаточно. Этот БПЛА на солнечной энергии оснащен элементами с высокой плотностью энергии, он имеет длину 9 м, размах крыльев 20 м и вес около 21 кг (46 фунтов). Он пролетел в стратосфере на высоте 12-18 километров в течение 16 часов и побил рекорд беспилотного летательного аппарата на солнечной энергии, который в 2016 году совершил 90-минутный полет на высоте 18 километров.
Google / Titan Aerospace: Solara 50 Boeing / DARPA: SolarEagle, Aurora Flight Sciences: Odysseus, BAE Systems: PHASA-35, Китайская академия аэрокосмической аэродинамики (CAAA): Caihong (Rainbow) T-4, Facebook / Ascenta: Aquila, Airbus: Zephyr-S - это некоторые из других беспилотных летательных аппаратов на солнечной энергии, которые были разработаны и разработаны в последние несколько лет.
Видя решения и становясь свидетелями того, как все больше и больше компаний присоединяются к победителю, трудно не предсказать радужные перспективы, которые ждут впереди БПЛА на солнечной энергии. Во всем мире активно предпринимаются усилия по разработке этой технологии для применения в самолетах, прежде всего потому, что она может выполнять задачи экологически безопасным образом при меньших затратах. Благодаря помощи в различных военных операциях, сбору данных и доставке с помощью дронов для оказания помощи при стихийных бедствиях и коммерческих предприятий розничной торговли, беспилотные летательные аппараты на солнечных батареях сделали работу намного более эффективной и экономичной. Мы не ошибемся, если назовем БПЛА на солнечных батареях и следующим большим достижением!