Технички изазови у изградњи соларне енергије

Као што је ФАА предвидео пре неколико година, продаја дронова у комерцијалне сврхе драматично се повећала, па тако и глобални капацитет соларне енергије. Ове две технологије заједно су побудиле наду да ће видети беспилотне летелице на соларни погон како лете високо горе на небу. Многе мале приватне компаније, велики технолошки и ваздухопловни гиганти као што су Аирбус, Боеинг, Гоогле, АероВиронмент, Сунбирдс САС, Сунлигхт Аероспаце итд. Већ су на тржишту већ дуже време и интензивно раде на развоју беспилотних летелица на соларни погон.

Очекује се да ће фокус на већу употребу обновљивих извора енергије у већој мери подстаћи раст тржишта, а примена дронова у ваздушној фотографији, соларној пољопривреди, прикупљању података, пољопривредној пољопривреди, рударству итд. Покреће раст тржиште дронова на соларни погон. Према извештају Глобалног тржишта беспилотних летелица на соларни погон 2020-2024, очекује се да ће тржиште беспилотних летелица на соларни погон порасти за 485,46 милиона долара до 2024. године, напредујући по ЦАГР од 10%.

Несумњиво су беспилотне летелице на соларни погон показале занимљиве способности за велику надморску висину и дуготрајност, али тренутни беспилотни летећи на соларни погон изузетно су лаки и крхки и имају мали корисни терет. У погледу тежине и заузете енергије, соларни панели постају све ефикаснији, али питање на које треба одговорити је - Колико су изводљиви беспилотне летелице на соларни погон и са којим техничким проблемима се суочавају ваздухопловне компаније? Детаљно смо разговарали о УАВ-има, њиховим врстама и њиховој примени у једном од наших чланака. Данас смо одлучили да осветлимо беспилотне летелице на соларну енергију, њихову изводљивост и техничке потешкоће.

Која је изводљивост дронова на соларни погон?

Временска зависност, одсуство строгих прописа, растући инциденти са УАВ, итд. Су главни фактори који смањују пад изводљивости беспилотних летелица на соларни погон. Технички гледано, сунце даје 100% енергије, а да би дрон могао да га складишти и користи сунчеву енергију, потребна је огромна површина на коју се могу инсталирати соларни панели. Поред тога, соларни панели морају бити 100% ефикасни. Разговарајмо о потешкоћама / изазовима који се морају решити за беспилотну летелицу на соларни погон да би се повећало прикупљање соларне енергије.

Велика површина потребна за соларне панеле

Беспилотне летјелице на соларни погон имају ниске трошкове одржавања и осигуравају велико смањење емисије угљеника, али како би се осигурала висока ефикасност, потребна је велика површина за инсталирање соларних панела. Соларни панели у беспилотним летелицама које покреће сунце уграђени су на фиксна крила. Што су панели већи, то већу снагу усисавају од сунца. Невероватно повећање величине дрона може помоћи у оптималном искоришћењу соларне енергије и у томе је проблем. Гломазни соларни панели уопште нису изводљиви за примену у беспилотним летелицама. Овим проблемом се баве разне компаније које раде на флексибилним, танким и лаганим соларним панелима следеће генерације, а који се интензивно користе.

Прикупљање и коришћење соларне енергије

Будући да се прикупљена соларна енергија временом значајно мења, нестанак енергије УАВ-а на соларни погон се у складу с тим мења. Вероватноћа нестанка енергије је велика ујутро због мање убране снаге и наставља да расте до поднева. После поднева, убрана снага се смањује, а нестанак енергије такође смањује. Током поднева прикупљена соларна енергија је релативно већа. Стога се време пуњења батерије на исти ниво смањује.

Шта је онда решење?

Због повећања капацитета за производњу електричне енергије соларне енергије, неколико глобалних напретка се дешава на тржишту дронова на соларни погон. Поред тога, организације истражују нове могућности употребе беспилотних летелица на соларни погон у различите сврхе и решавају проблеме на глобалном нивоу. Овом применом беспилотних летелица у разним индустријама, у току су истраживања која замењују структурне компоненте УАВ-а уређајима за складиштење и производњу енергије како би се побољшала издржљивост лета и могућности перформанси УАВ-а на соларни погон.

Постављање соларних ћелија на дронове није једина технологија дронова у којој се одвијају истраживања и развој. Ваздухопловне компаније раде на смањењу паразитске тежине која је велика због потребних система напајања на броду. Такође се улажу напори да се укључе литијум-полимерне батерије и уређаји за производњу енергије као што су соларне ћелије. Разни уређаји за производњу бесплатне енергије, наиме. структурни уређаји за складиштење енергије, термоелектрични генератори структурне соларне ћелије итд. користе се за ефикасно летење дрона. Штавише, улажу се напори на побољшању односа снаге и тежине ваздухоплова и омогућавању конструкцији да издржи различите номиналне и ван номиналне услове аеродинамичког оптерећења које би могла доживети током лета.

Пуњаче за соларно дрво и ЕВ развијају компаније попут Енвисион Солар. Ова компанија са седиштем у Калифорнији такође је дизајнирала ЕВ АРЦ (који делује као пуњач за беспилотне летелице) како би се позабавила проблемима удаљеностима и дометом. Беспилотну летелицу АРЦ је потпуно ван мреже и опремљен са батеријама што производу много више променљивих. Уређај није намењен само за пуњење флота беспилотних летелица већ и за прикупљање информација о соларним дроновима и давање информација о перформансама извештаја.

Добили смо прилику да разговарамо са Схветом Патил, стручњаком за технологију у ИСПАГРО Роботицс, и разумели смо неке технолошке аспекте у дизајнирању беспилотних летелица на соларну енергију, као и њихову изводљивост. Ево шта је рекла:

Најновији напредак који се догодио у беспилотним летелицама на соларни погон

Од 2017. године када је Фацебоок-ов беспилотни летјелица на соларни погон са распоном крила Боеинг-а 737 полетео до 2019. године када је кинески беспилотна летјелица на соларни погон - Меииинг летио 10-сатним даљинама у освијетљеној зими; неколико беспилотних летелица на соларни погон извршило је пробне летове. Иако су се неки показали успешним, некима је потребно побољшање на различитим фронтовима. Недавно је беспилотна летелица Сунбирдс на соларни погон СБ4 Пхоеник полетјела и прешла два пута Ла Манцхе, правећи кружно путовање од Сангаттеа до Довера. Погледајмо ближе неке беспилотне летелице на соларни погон које су недавно полетјеле.

ХАВК30 - Псеудо-сателити на високој надморској висини (ХАПС)

Ово је беспилотни беспилотни зракоплов на соларну енергију дуготрајне израде развијен у партнерству између подружнице ХАПСМобиле из СофтБанка са седиштем у Токију и америчког добављача одбране АероВиронмент. ХАВК30 је у септембру 2019. године извршио пробни лет у НАСА-ином истраживачком центру у Калифорнији и у току је да започне пружање услуга заснованих на ХАПС-у до 2023. Дрон је направљен од лаганих материјала, има 10 пропелера и распон крила дуге 256 стопа. Соларни панели су инсталирани на површини крила за напајање литијум-јонске батерије високе густине која омогућава УАВ-у да настави да лети и емитује и након заласка сунца.

СБ4 Феникс

Овај потпуно аутономни беспилотни летелица Сунбирдс на соларну енергију полетео је 14. септембра 2020. године, прешавши два пута Ла Манцхе, правећи кружно путовање од Сангаттеа до Довера. Овај лагани дрон на соларни погон постигао је 100 км и 2 сата и 21 мин. лет преко мора из једне земље у другу са батеријама 100% напуњеним по доласку.

Корејски Дроне ЕАВ3 на соларни погон

Недавно је ЕАВ3 који је направио Корејски институт за ваздухопловна истраживања (КАРИ) завршио свој најдужи континуирани лет од 53 сата на великој надморској висини, где ваздух није био довољан. Овај УАВ на соларни погон опремљен је ултра-енергетски густим ћелијама, дугачак је 9 м, са распоном крила од 20 м, и тежак око 21 кг (46 лбс). Летео је на висини од 12-18 километара у стратосфери 16 сати и оборио рекорд беспилотне летелице на соларни погон која је 2016. завршила лет од 90 минута на висини од 18 километара.

Гоогле / Титан Аероспаце: Солара 50 Боеинг / ДАРПА: СоларЕагле, Аурора Флигхт Сциенцес: Одисеј, БАЕ Системи: ПХАСА-35, Кинеска академија за ваздухопловну аеродинамику (ЦААА): Цаихонг (Раинбов) Т-4, Фацебоок / Асцента: Акуила, Аирбус: Зепхир-С су неки од других беспилотних летелица на соларни погон које су дизајниране и развијене у последњих неколико година.

Видевши решења и сведочећи да се све више и више компанија придружује, тешко је не предвидети светле изгледе који су пред УАВ-има на соларни погон. Широм света се активно улажу напори на развоју ове технологије која ће се применити на авионе, пре свега зато што може да обавља задатке на еколошки прихватљив начин по нижој цени. Од помоћи у разним војним операцијама, прикупљању података и испоруци беспилотним летелицама за помоћ у катастрофама и комерцијалне малопродаје, УАВ на соларни погон учинили су то знатно ефикаснијим и економичнијим за обављање ствари. Нећемо погрешити ако позовемо УАВ на соларни погон и следећу велику ствар!