Альтернативные источники энергии

[Millioner123]

Солнечные машины направляют транспорт по светлому пути


"Альтернативные" ветряки смотрят на "альтернативные" крылья. Для полноты картины в этом кадре не хватает только "альтернативных" судов и автомобилей. Но, как тот суслик из фильма "ДМБ", – они есть (фото Solar Flight).

Длительные путешествия без затрат топлива или заправки транспортного средства от розетки были доступны людям ещё тысячи лет назад, как на море, так и на суше. Про паруса и лошадей ещё не забыли? Но в наше время этот транспорт не посчитаешь практичным. Зато постепенно к практичности подбирается другой способ передвижения — на энергии солнечного света. О самых передовых представителях "солнечного племени", завоёвывающего уже три стихии, мы и поговорим.

Недавно швейцарско-французская команда PlanetSolar приступила к строительству одноимённого катамарана, который должен впервые обогнуть Землю на энергии солнечного света.

Суммарная площадь его фотоэлектрических батарей составит 470 квадратных метров, причём часть из этих панелей (по краям и на корме аппарата) будут складными. При КПД 22% ячейки смогут выдавать в солнечный день до 103,4 киловатта мощности.

Этого должно быть более чем достаточно для питания двух маршевых электромоторов, вращающих гребные винты (мощность каждого — по 10 киловатт), бортового оборудования и зарядки батарей для движения в пасмурную погоду и ночью.

Полная длина и ширина PlanetSolar (с откинутыми боковыми батареями) достигают 35 и 23 метров соответственно. Со сложенными – 31 и 15. Высота судна равна 6 метрам, а водоизмещение составляет 60 тонн (фото и иллюстрации PlanetSolar).

Экипаж PlanetSolar — два шкипера. Это лидер проекта Рафаэль Домьян (Raphaël Domjan) и его напарник Жерар Д'Абовиль (Gérard d'Aboville), также являющийся навигатором. "Сухопутная" же часть команды насчитывает почти полтора десятка человек.

Кстати, о намерении построить кругосветное солнечное судно Домьян и его товарищи говорили ещё в 2006-м. Но тогда что-то не сложилось.

Теперь же начались практические работы по воплощению мечты Рафаэля. Причём по сравнению с проектом 2006 года размеры судна заметно выросли. Избыточная пиковая мощность солнечных панелей и солидный объём аккумуляторов должны способствовать спокойствию путешественников и стабильности продвижения вперёд.

Строительство PlanetSolar идёт на верфи компании Knierim Yachtbau в германском Киле. А вообще проект PlanetSolar базируется в швейцарском городе Ивердон-ле-Бен (Yverdon-les-Bains) (фотографии PlanetSolar).

PlanetSolar станет самым крупным судном в мире, движимым исключительно энергией солнца. И пусть для практических целей вроде транспортировки грузов оно непригодно (хотя бы из-за скромной скорости), испытанные в боевых условиях передовые технологии наверняка послужат стартовой площадкой для создания чего-нибудь более внушительного.

Тут нужно вспомнить, что начало внедрению крупных солнечных панелей на сухогрузах уже положено пионером Auriga Leader. Правда, пока эти батареи покрывают небольшую долю энергетических расходов судна – там солнечные панели развивают 40 киловатт, то есть в два с лишним раза меньше, чем у PlanetSolar. При этом сухогруз весит в тысячу раз больше кругосветного катамарана. Неудивительно, что если для первого солнце — небольшая помощь, то для второго — единственный источник энергии.

Интересно, что всего PlanetSolar может принять на борт до 200 душ. И хотя через океаны Рафаэль и Жерар отправятся вдвоём, в многочисленных портах (основные пункты показаны на карте), куда будет заходить солнечный катамаран, на нём наверняка можно будет увидеть множество гостей (фото и иллюстрации PlanetSolar).

Кругосветный вояж PlanetSolar намечен на 2010 год. Средняя скорость аппарата должна достигать 8 узлов (15 км/ч), а максимальная — 14 узлов (25 км/ч), так что путешествие в 40 000 километров из Марселя в Марсель займёт примерно 120 дней.

Заметим, при всей фантастичности замысла у проекта PlanetSolar есть хороша база — достижения предшественников. Ведь прогулочные катера на солнечных батареях, курсирующие по озёрам, а то и между близкими островами в море, — давно не новость. Да и куда более серьёзные возможности подобной техники доказаны: в 2007 году небольшое солнечное судно (швейцарское) впервые в мире пересекло Атлантику.

Катамаран Sun21 не просто добрался от одного берега океана до другого, но прошёл маршрут протяжённостью почти 7 тысяч морских миль. Покинувший Базель диковинный аппарат в конце концов вошёл в гавань Нью-Йорка (иллюстрация и фото Transatlantic21).

Если вспомнить, что в океаны понемногу возвращаются паруса (парусный спорт — не считаем, речь о перевозках грузов), глядишь, скоро можно будет всерьёз говорить и о больших солнечных парусниках, вернее, о транспортных судах с солнечными крыльями.

А пока таковых нет, на солнечные крылья можно посмотреть в воздухе.

В 2003-м и 2007-м годах мы рассказывали о швейцарском (кстати) проекте пилотируемого солнечного самолёта Solar Impulse, называя его первым. Но мы ошибались. Первым был Solar Riser, созданный инженером Ларри Мауро (Larry Mauro) в 1979 году.

Свежие "солнечные" примеры из мира авто. Только в декабре 2008 года "Солнечное такси" (обратите внимание – швейцарский проект) обогнуло планету, пользуясь энергией дневной звезды, и вдохновило художника Адриана Джейна (Adrian Jain) на этот рисунок (вверху). А в конце марта 2009-го мы рассказали о том, как другой автомобиль на фотоэлектрических панелях (уф, на этот раз из Канады) вдоль и поперёк исколесил Северную Америку (внизу), не пользуясь ни граммом нефтяного (да и другого) топлива (фото с сайтов solartaxi.com и xof1.com).

Позднее мир увидел небольшую череду экспериментальных крылатых машин, движимых светом (напомним, мы говорим о пилотируемых аппаратах, так как солнечных беспилотников — куда больше, и они не столь удивительны). Но речь о единственном солнечном самолёте, который находится в эксплуатации в настоящее время. Тем более что на днях появился к тому прекрасный повод.

Сегодня в германском Фридрихсхафене (Friedrichshafen) открылась выставка e-flight expo — первое и единственное шоу электрических летательных аппаратов (Electric aircraft). Такие машины, винты которых вращаются от электромоторов, питаемых от топливных элементов, аккумуляторов, конденсаторов, солнечных батарей или направленного излучения, – насчитывают приличную историю.

Sunseeker II – разве не красавец? (Он же на снимке под заголовком.) Этот винтовой самолёт не нуждается в топливе, но нуждается в свете. Правда, во время "внезапного солнечного затмения" машина эта с неба не упадёт. Во-первых, потому что по сути перед нами великолепный планер, а во-вторых, – тяговый электромотор тут может непродолжительное время "перебиться" током от литиевых аккумуляторов, накопивших энергию от солнечных панелей на крыльях. А что за чудо этот аппарат – вы сейчас узнаете (фото Solar Flight).

При этом развитие технологий в последние годы позволило вплотную заняться именно пилотируемыми "e-самолётами". Чего только стоит "сказочный" взлёт сверхлёгкой авиетки на 160 пальчиковых батарейках, первый пилотируемый самолёт на топливных элементах или, к примеру, яркий проект электрического спортивного E-Flight.

Так вот, на выставку в Германию швейцарская (вот совпадение, опять Швейцария) компания Solar Flight привезла уникальный аппарат Sunseeker II — единственный на данный момент в мире действующий пилотируемый солнечный самолёт.

Эрик Раймонд (Eric Raymond), основатель и президент Solar Flight, начал работу над таким аппаратом ещё в 1986 году. После череды успехов и вынужденных пауз появился Sunseeker I или просто Sunseeker. Его крылья украшали солнечные батареи, но лёгкая машина была способна и на полёт от встроенных аккумуляторов, благо электромотор для привода винта развивал всего 2,5 лошадиные силы.

Sunseeker I (фото Solar Flight).

В 1990 году сам изобретатель пересёк на Sunseeker США, потратив на это 21 полёт и 121 час в воздухе.

А в 2002-м Эрик и его фирма сконструировали для Sunseeker новые крылья – большей площади и с более филигранной (плавной) интеграцией гибких тонких солнечных ячеек в их поверхность. Тем самым было положено начало эволюции фактически новой машины, которая после череды усовершенствований (был заменён хвост, бортовая электроника и так далее) и стала самолётом Sunseeker II.

Ныне этот аппарат, утверждает Раймонд, обладает самым большим налётом в мире среди всех пилотируемых машин, питаемых солнцем, которые когда-либо были построены. И послужной список швейцарской "птички" ещё не закончен: после шоу e-flight Sunseeker II отправится в тур по Европе. Он должен пролететь над Италией, Францией, Испанией, Германией, Швейцарией, Австрией, Венгрией и Словенией. Это будет самый длинный вояж со времени пересечения Sunseeker Америки.

И снова Sunseeker II. Его электромотор – вдвое мощнее, чем у первой модели, а передовые литиево-полимерные аккумуляторы нашли своё место в толще крыльев. Также отличительной особенностью машины является "крепление" солнечных батарей. Теперь они не наклеены сверху готовых крыльев, а сами являются конструктивной их силовой частью. Тем самым снижается общий вес машины (фотографии Solar Flight).

Привлечь внимание общества к "зелёным" технологиям, обозначить мечту о "безуглеродном" транспорте будущего — создатели Sunseeker ставят перед собой те же цели, что и авторы PlanetSolar, команды "Солнечного такси" и Solar Impulse.

Кстати, о последнем. Проект ещё жив, несмотря на существенную задержку графика. Изготавливаются отдельные детали машины, шлифуется конструкция, ищутся (и находятся, что важно) новые спонсоры.

Solar Impulse на картинках и... (иллюстрации Solar Impulse).

Заметим, перед инженерами Solar Impulse стоит куда более сложная задача, чем перед создателями Sunseeker и всех прочих солнечных авиеток. Ведь Solar Impulse должен суметь обогнуть Землю без посадки, а значит, лететь день –ночь – день – ночь и так далее. Нынешние пилотируемые самолёты на солнечных батареях, даром что оснащаются и аккумуляторами, на такой подвиг не способны. Слишком много нужно батарей для полного ночного полёта, а это — вес.

Цикл дневного и ночного безостановочного движения ранее покорился лишь солнечному беспилотнику, а беспосадочную кругосветку до сих пор совершали лишь пилотируемые самолёты, нёсшие на борту гигантское количество топлива.

...в сборочном ангаре. Если точнее – это ещё не финальный вариант самолёта, а его рабочий прототип HB-SIA, который должен впервые в мире продемонстрировать 36-часовой пилотируемый полёт на чистой солнечной энергии.

А вот вторая машина (на нижнем рисунке показано её сравнение с аэробусом A-380) должна сначала пройти тест на многодневный полёт, потом рвануть через Атлантику, а уже после этого рейса – и в беспосадочную кругосветку. HB-SIA должен взлететь в нынешнем году, а кругосветный Solar Impulse – в 2011-м. Его размах крыльев, к слову, составит 80 метров (у HB-SIA – 61) при весе машины всего в 2 тонны (у HB-SIA – 1,6) (фото и иллюстрация Solar Impulse).

От топлива и мечтают избавиться инициаторы всех рассмотренных нами проектов. Впрочем, пока практической пользы от этих машин — ноль. Спортивные снаряды, рекордные машины, курьёзы — вот что перед нами.

Но ведь солнечные батареи постепенно становятся всё эффективнее и при этом дешевле, а аккумуляторы — легче и мощнее. Стало быть, можно сказать, что мы наблюдаем за самым рассветом новой эры в транспорте. За утренней зарёй скорее. А за зарёй будет восход.