Ηλιακά πάνελ για αυτοκίνητο: χαρακτηριστικά, χαρακτηριστικά λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 13:46

Ο συνεχιζόμενος αγώνας για περιβαλλοντική καθαριότητα και περιβαλλοντική ασφάλεια έχει προκαλέσει την ανάπτυξη και τη μαζική παραγωγή ηλιακών συλλεκτών, που έχουν βρει εφαρμογή σε διάφορες βιομηχανίες. Ούτε η αυτοκινητοβιομηχανία έχει μείνει έξω - τα μικρά ηλεκτρικά αυτοκίνητα με ηλιακή ενέργεια σήμερα δεν εκπλήσσουν κανέναν.

Αρχή λειτουργίας

Ένα αυτοκίνητο με ηλιακή ενέργεια είναι εξοπλισμένο με έναν ηλεκτρικό κινητήρα, η πηγή ενέργειας του οποίου είναι ένα ηλιακό σύστημα που μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Η αρχή της "διαπερατότητας p-n" των στοιχείων μιας ηλιακής μπαταρίας πυριτίου προκαλεί το σχηματισμό ηλεκτρικής ενέργειας σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχήμα:

1. Το ανώτερο στρώμα n περιλαμβάνει φώσφορο, κατώτερο, στρώμα p, βόριο. Η "αγωγιμότητα P-N" ενός φωτοκυττάρου καθορίζεται από τη λεγόμενη "διασταύρωση p-n" που σχηματίζεται στο όριο δύο στρωμάτων.
2. Σχηματίζονται αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια στο ανώτερο στρώμα της μπαταρίας υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός, θετικά φορτισμένα - σεκάτω στρώμα. Ένα ηλεκτρικό πεδίο και μια διαφορά δυναμικού σχηματίζονται μεταξύ των στρωμάτων λόγω της παρουσίας ορισμένου αριθμού σωματιδίων με διαφορετικά φορτία. Η ροή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του κυκλώματος είναι δυνατή μόνο εάν υπάρχει φορτίο μεταξύ των ηλεκτροδίων που συνδέονται με την μπαταρία, ενώ τα θετικά φορτισμένα σωματίδια θα μετακινηθούν προς τα κάτω, τα αρνητικά φορτισμένα - προς τα πάνω.

Το παραπάνω σχήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κίνηση για μια μηχανική μετάδοση ενός αυτοκινήτου, υπό την προϋπόθεση ότι είναι συνδεδεμένος ένας ηλεκτροκινητήρας και συσκευές τρίτων που είναι υπεύθυνες για τη λειτουργία μεμονωμένων συστημάτων του αυτοκινήτου, ως φορτία για ηλιακή μπαταρία.

Ιστορία των ηλιακών οχημάτων

Η προέλευση της αυτοκινητοβιομηχανίας, που ειδικεύεται στη δημιουργία οχημάτων με ηλιακές μπαταρίες, έπεσε στα μέσα του 20ου αιώνα. Λόγω της υστέρησης στην τεχνολογία και της αδυναμίας δημιουργίας ενεργοβόρων μπαταριών και ισχυρών ηλιακών πάνελ συμπαγούς μεγέθους, η ανάπτυξη αυτής της περιοχής ανεστάλη, επαναλαμβάνοντας μόνο τη δεκαετία του '90. Η αυξημένη απόδοση των ηλιακών συστημάτων κατέστησε δυνατή την αύξηση της ποσότητας της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, μια νέα γενιά ενεργοβόρων μπαταριών κατέστησε δυνατή τη δημιουργία ενός ενεργειακού αποθέματος επαρκούς για μεγάλα ταξίδια.

Νέοι τύποι ηλεκτρικών κινητήρων, κιβωτίων ταχυτήτων, δομών αμαξώματος και υλικών έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη οχημάτων με ηλιακή ενέργεια. Σήμερα, τα κιβώτια ταχυτήτων οχημάτων παράγονται με βάση εξαρτήματα με ελάχιστη αντίσταση κύλισης, στοιχείασώμα - κατασκευασμένο από ελαφρύ και ανθεκτικό πλαστικό. Οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται είναι μονάδες χωρίς ψήκτρες που βασίζονται σε πόλους από μαγνητικά υλικά σπάνιων γαιών.

Οι μοτέρ-τροχοί ήταν μια άλλη εφεύρεση που έδωσε ώθηση στην ανάπτυξη αυτής της βιομηχανίας. Η τεχνολογία τους περιλαμβάνει την τοποθέτηση ενός ηλεκτροκινητήρα σε κάθε έναν από τους κινητήριους τροχούς, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη συνολική απόδοση του μηχανισμού μετάδοσης.

Η εμφάνιση εύκαμπτων ηλιακών συλλεκτών και η αύξηση της περιοχής απορρόφησης ενέργειας επηρέασε την αύξηση της ισχύος των ηλιακών συλλεκτών για την μπαταρία του αυτοκινήτου.

Μέση τιμή αυτοκινήτου

Η υψηλή τιμή των οχημάτων που χρησιμοποιούν ηλιακά συστήματα ως πηγή ενέργειας οφείλεται στην πολυπλοκότητα της συναρμολόγησής τους και στην παραγωγή ενός τεμαχίου. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες που αναπτύσσουν τέτοια μοντέλα δεν διαδίδουν πληροφορίες σχετικά με τεχνολογίες, μηχανές και την τιμή τους. Παρόλα αυτά, το κόστος των αυτοκινήτων που έχουν ήδη τεθεί σε σειριακή παραγωγή - για παράδειγμα, το μοντέλο Astrolab από τη γαλλική εταιρεία Venturi - είναι περίπου επτά εκατομμύρια ρούβλια.

Αξιοπρέπεια

Πριν από τους κλασικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, τα οχήματα με ηλιακή ενέργεια έχουν πολλά πλεονεκτήματα:

• Φιλικό προς το περιβάλλον λόγω της απουσίας επιβλαβών εκπομπών.
• Απεριόριστη ενέργεια από τον ήλιο.
• Δεν χρειάζεται να χτίσετε σταθμούς επαναφόρτισης και σταθμούς ανεφοδιασμού
• Μεγάλη διάρκεια ζωής.
• Φθηνή και δωρεάν ενέργεια.

Ελαττώματα

Η ευρεία εισαγωγή ηλιακών μπαταριών σε λειτουργία παρεμποδίζεται από τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• Το υψηλό κόστος των μπαταριών λόγω της ανάγκης για καινοτόμες τεχνολογίες και παραγωγή τεμαχίων.
• Σε σύγκριση με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, τα αγωνιστικά αυτοκίνητα με ηλιακή ενέργεια έχουν χαμηλότερη ταχύτητα και μικρότερη εμβέλεια.
• Η διαδικασία λειτουργίας περιπλέκεται από την έλλειψη υπηρεσιών και υπηρεσιών επισκευής που ειδικεύονται στα ηλιακά συστήματα.

Αυτοεγκατάσταση

Η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών σε αυτοκίνητο είναι εφικτή με τα χέρια σας, με την επιφύλαξη της διαθεσιμότητας των απαραίτητων εργαλείων χειρός, γνώσεων στον τομέα της μηχανικής και ηλεκτρομηχανικής και ελεύθερου χρόνου.

Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική πραγματοποιείται σε έναν συλλέκτη που τοποθετείται στο αμάξωμα του αυτοκινήτου. Η μπαταρία αποθηκεύει την παραγόμενη ενέργεια.

Το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας, η κατανάλωση αποθηκευμένης ενέργειας και η τρέχουσα κατανάλωση του ηλεκτροκινητήρα ρυθμίζονται από μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου που είναι εγκατεστημένη στο αυτοκίνητο. Ένα μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων κινεί τους τροχούς ενός οχήματος μετατρέποντας την ηλεκτρική ενέργεια σε περιστροφική κίνηση.

Κατά την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών, είναι επιθυμητό να χρησιμοποιούνται εργοστασιακά δομικά στοιχεία. Υπάρχουν μόνο δύο απαιτήσεις για το σώμα - δύναμη και χαμηλό βάρος. Οι διαστάσεις του εξαρτώνται από τις διαστάσεις των κύριων εξαρτημάτων και του τοποθετημένου στην οροφήηλιακή μπαταρία αυτοκινήτου. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της μπαταρίας, της ηλεκτρονικής μονάδας και του ηλεκτροκινητήρα πρέπει να αντιστοιχούν στην ισχύ του επιλεγμένου πίνακα.

Βέλτιστη τοποθέτηση: κορυφή αυτοκινήτου

Η ελάχιστη επιφάνεια του ηλιακού συστήματος για την απόκτηση της απαιτούμενης ισχύος είναι 1 m2, γεγονός που εξηγεί τη συχνή τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή του αυτοκινήτου. Τα πάνελ στερεώνονται στην επιφάνεια της οροφής με ειδικά στηρίγματα, κόλλα σιλικόνης ή Velcro. Η ηλιακή μπαταρία επιλέγεται από τον ιδιοκτήτη του αυτοκινήτου με βάση τους στόχους που έχουν τεθεί: για παράδειγμα, για ένα ηχοσύστημα και άλλες διακοσμήσεις στο αυτοκίνητο σε μια ηλιακή μπαταρία, αρκεί να εγκαταστήσετε ένα συμπαγές πάνελ. Ένας τέτοιος σταθμός δεν θα έχει αρκετή ισχύ για να φορτίσει την μπαταρία.

Τοποθέτηση πίνακα ελέγχου

Πτυσσόμενα ηλιακά πάνελ μπορούν να τοποθετηθούν στο ταμπλό και να αποθηκευτούν στο χώρο αποσκευών. Το σώμα του στοιχείου πρέπει να είναι κατασκευασμένο από ανθεκτικό πλαστικό ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες. Οι μπαταρίες από αναξιόπιστο και φθηνό υλικό μπορεί να παραμορφωθούν όταν εκτίθενται στο άμεσο ηλιακό φως και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Οι ηλιακοί συλλέκτες για τη φόρτιση της μπαταρίας του αυτοκινήτου συνδέονται με δύο τρόπους:

• Τυπικό - μέσω αναπτήρα.
• Μέσω ακροδεκτών μπαταρίας.

Πριν την εγκατάσταση και τη σύνδεση, πρέπει να διαβάσετε τις οδηγίες που παρέχονται από τον κατασκευαστή της ηλιακής μπαταρίας. Η αιτία της βλάβης στο ηλιακό σύστημα και στον ηλεκτρικό εξοπλισμό του αυτοκινήτου στις περισσότερες περιπτώσεις είναι εσφαλμένησύνδεση μπαταρίας.

Κανόνες φόρτισης μπαταρίας

Η τρέχουσα τιμή κατά τη φόρτιση μπαταριών μολύβδου-οξέος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 10-12% της χωρητικότητάς τους, γεγονός που επηρεάζει τον χρόνο επαναφόρτισης της μπαταρίας. Μια υψηλής ποιότητας και αξιόπιστη μπαταρία χωρητικότητας 60 A / h φορτίζεται με ρεύμα, η μέγιστη τιμή του οποίου είναι 5-6 A. Με τέτοιους δείκτες, ο μέσος χρόνος φόρτισης είναι 10-12 ώρες. Ο κίνδυνος αστοχίας της μπαταρίας αυξάνεται εάν μειωθεί ο χρόνος φόρτισης ή αυξηθούν σημαντικά οι καθορισμένες παράμετροι.

Οι ηλιακοί συλλέκτες ελαχιστοποιούν όλους τους κινδύνους λόγω του γεγονότος ότι η μέγιστη ισχύς τους στο ρεύμα δεν ξεπερνά τα 1-2 A. Η μπαταρία έχει αρκετή ισχύ έως 7 W για να διατηρήσει την απόδοση της μπαταρίας, ενώ οι ηλιακές μπαταρίες με ισχύ 50 -70 απαιτούνται για την πλήρη φόρτισή του Τρ Τέτοια συστήματα είναι εξοπλισμένα με ελεγκτές που ρυθμίζουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά των πάνελ και διατηρούν την απόδοση και την ακεραιότητα της μπαταρίας.

Μια μπαταρία 50Ah μπορεί να φορτιστεί πλήρως σε 7-9 ώρες χρησιμοποιώντας ηλιακό πάνελ 40W 20V.

Το βέλτιστο μήκος των ηλιακών συλλεκτών που είναι εγκατεστημένα σε ένα αυτοκίνητο πρέπει να είναι ένα μέτρο, η τάση και η ισχύς - 12 βολτ και 15 βατ, αντίστοιχα. Οι ειδικοί συνιστούν ανεπιφύλακτα την αγορά ενός ελεγκτή ή παρόμοιας συσκευής ελέγχου που μπορεί να προστατεύσει το σύστημα και την μπαταρία του οχήματος από την αντίστροφη ή την υπερβολική φόρτιση. Τα ηλιακά πάνελ συχνά συνδυάζονται σε μια ενιαία αλυσίδα για να αυξηθούνχωρητικότητας και τοποθετούνται στην οροφή του αυτοκινήτου με την επαρκή επιφάνεια του.

Επισκόπηση μοντέλου

Το δίκτυο προσφέρει μια μεγάλη γκάμα φωτοβολταϊκών συλλεκτών για ένα αυτοκίνητο, ωστόσο, με μια πλούσια επιλογή, δεν έχουν όλα τα πάνελ την κατάλληλη ποιότητα και αξιοπιστία. Οι ειδικοί προτείνουν να σταθούμε σε τρία δημοφιλή μοντέλα ηλιακών συστημάτων με τα απαραίτητα χαρακτηριστικά.

Ηλιακά πάνελ Sunsei SE-500

Δημοφιλές και απαιτητικό μοντέλο ηλιακού συστήματος με συμπαγείς διαστάσεις - 38x36x3 cm. Ο κατασκευαστής προσφέρει μια αδιάβροχη θήκη για αποθήκευση και μεταφορά στο κιτ.

Η ισχύς των μικρών ηλιακών συλλεκτών δεν υπερβαίνει τα 7,5 W, το ρεύμα είναι 0,6 A. Τα Sunsei SE-500 είναι τοποθετημένα σε τρίποδο και διατηρούν την μπαταρία του αυτοκινήτου σε λειτουργία για αρκετές ώρες, με την προϋπόθεση ότι ο κινητήρας είναι σβηστός.

Η μπαταρία φορτίζεται τόσο με τον κινητήρα σε λειτουργία όσο και με τον κινητήρα σβηστό. Το ηλιακό πάνελ διαθέτει βύσμα αναπτήρα και ακροδέκτες. Κρίνοντας από τις κριτικές του ηλιακού πάνελ για το αυτοκίνητο, πολλοί καταναλωτές εγκαθιστούν το Sunsei σε πετρελαιοκίνητα σκάφη, φορτηγά και τρακτέρ.

Το μειονέκτημα του ηλιακού πάνελ SE-500 είναι η χαμηλή ισχύς του, που αντισταθμίζεται από το συνδυασμό πολλών στοιχείων σε ένα ενιαίο δίκτυο.

Μπαταρία SunForce

Μοντέλο ηλιακών πάνελ από Καναδό κατασκευαστή. Οι ονομαστικές διαστάσεις της μπαταρίας είναι 97x35x4 εκατοστά, η τάση και η ισχύς είναι 1,5 A και17 W αντίστοιχα. Ολοκληρωμένο με βύσμα αναπτήρα, ακροδέκτες και ελεγκτή 7A/12V.

Παρά το μέγεθός του, μπορεί εύκολα να εγκατασταθεί στην οροφή ελαφρών οχημάτων, σκαφών, φορτηγών και ειδικού εξοπλισμού. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα του μοντέλου είναι η ικανότητα εργασίας σε ομίχλη και βροχή.

Πάνελ TCM-15F

Φορητά ηλιακά πάνελ για αυτοκίνητο με εύκαμπτο σώμα, ισχύ 15 W, τάση 1A και συμπαγείς διαστάσεις - 60x27x0,5 εκατοστά. Λόγω του μικρού του μεγέθους, το πάνελ μπορεί εύκολα να διπλωθεί και να τοποθετηθεί με ασφάλεια στην οροφή του οχήματος. Η ερμητική θήκη του ηλιακού πάνελ έχει επαρκή αξιοπιστία. Οι προδιαγραφές παρέχουν μια αρκετά υψηλή απόδοση 22%.

Κριτικές

Οι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων στις κριτικές τους για τα ηλιακά πάνελ για ένα αυτοκίνητο επισημαίνουν την ανάγκη αγοράς ενός πλήρους σετ εξοπλισμού για ένα ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των πάνελ, μιας ανθεκτικής στους κραδασμούς και ανθεκτικής θήκης με επιφάνεια αλουμινίου που αφαιρεί καλά τη θερμότητα, ένα χειριστήριο και μια μπαταρία. Το τελευταίο λειτουργεί μόνο σε συνδυασμό με μπαταρίες μολύβδου και πρέπει να έχει ονομαστική ισχύ 12 βολτ. Η αποτελεσματική και αδιάλειπτη λειτουργία των ηλιακών συλλεκτών είναι δυνατή μόνο εάν είναι κάθετα στις ακτίνες του ήλιου. Στην ιδανική περίπτωση, συνιστάται στους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων να αγοράσουν ένα ειδικό σύστημα που παρακολουθεί τη θέση του ήλιου και βρίσκει τη βέλτιστη γωνία της μπαταρίας στην αυτόματη λειτουργία, αλλά αυτός ο τύπος σχεδίασης κοστίζει πολύ ότανσυναρμολόγηση.

Κατά την εγκατάσταση μιας ηλιακής μπαταρίας σε ένα αυτοκίνητο, είναι επιθυμητό να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά του επιλεγμένου μοντέλου, η μπαταρία αυτοκινήτου και το ενσωματωμένο δίκτυο. Οι κατασκευαστές ηλιακών συλλεκτών στο κιτ παρέχουν λεπτομερείς οδηγίες εγκατάστασης και λειτουργίας προϊόντων με ονομαστικές τιμές ισχύος, χωρητικότητας και τάσης. Ο βασικός εξοπλισμός μπορεί επίσης να περιλαμβάνει ελεγκτή, ακροδέκτες μπαταρίας και βύσμα αναπτήρα.

Τα ηλιακά συστήματα αυτοκινήτου δεν αντικαθιστούν πλήρως την μπαταρία, αλλά σας επιτρέπουν να επαναφορτίσετε την μπαταρία και να παρέχετε ρεύμα στον κύριο ηλεκτρικό εξοπλισμό του αυτοκινήτου. Ο καλύτερος τρόπος για να χρησιμοποιήσετε μια ηλιακή μπαταρία είναι να επαναφορτίσετε την μπαταρία σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Η πλήρης φόρτιση της μπαταρίας είναι δυνατή μόνο με τη βοήθεια φορτιστή δικτύου.