Samoloty napędzane energią słoneczną stały się rzeczywistością stosunkowo niedawno, chociaż ogniwa słoneczne są znane od ponad 100 lat, a silniki elektryczne od ponad 150. Stało się to możliwe dzięki opracowaniu wysokowydajnych ogniw słonecznych, a także lekkich silników elektrycznych i baterie.
Instrukcje
Krok 1
Samolot zasilany energią słoneczną uzyskuje energię niezbędną do lotu z szeregu fotodiod. W przeciwieństwie do swoich odpowiedników, zaprojektowanych wyłącznie do wykrywania obecności światła, fotodiody mocy są płaskie i mają dużą powierzchnię. Pracują nie w fotodiodzie, ale w trybie fotowoltaicznym, czyli same wytwarzają prąd.
Krok 2
Jedna fotodioda, niezależnie od powierzchni, generuje napięcie około 0,5 V. Ale maksymalny prąd obciążenia urządzenia zależy wprost proporcjonalnie od powierzchni. Jeśli pomnożysz prąd w amperach przez napięcie w woltach, otrzymasz moc w watach. Ogniwa można łączyć, tworząc baterie jak konwencjonalne ogniwa galwaniczne. Połączenie równoległe służy do zwiększenia prądu, a połączenie szeregowe służy do zwiększenia napięcia. W jasny słoneczny dzień na metr kwadratowy przypada kilkaset watów energii świetlnej. To, ile wyjdzie z akumulatora, zależy od jego wydajności.
Krok 3
Wydajność taniej baterii słonecznej jest niska – od 5 do 10 proc. Z mocą niezbędną do lotu okaże się ciężki - samolot z nim prawie się nie podniesie. Dopiero niedawno uzyskano stosunkowo niedrogie baterie fotograficzne o wydajności około 30 procent. To oni są umieszczani na eksperymentalnych modelach samolotów. Znajdują się na skrzydłach, które mają dużą powierzchnię.
Krok 4
Silniki szczotkowe zapewniają najlepszy stosunek mocy do masy. W przeszłości były używane tylko w modelach bezprzewodowych zasilanych przewodem. I w tym przypadku musiały zostać wymuszone, co doprowadziło do przegrzania uzwojeń i szybkiego zużycia szczotek. Obecnie wiele części takich silników jest wykonanych z lekkich, ale wytrzymałych materiałów kompozytowych. Z nich są również wykonane konstrukcje nośne samych samolotów.
Krok 5
Nawet duże samoloty napędzane energią słoneczną nie są jeszcze załogowe. Ale od dawna nie używano sznurków do ich kontrolowania. Polecenia wydawane są przez kanał radiowy, aw odpowiedzi operator otrzymuje obraz z kamery w czasie rzeczywistym. Wszystko to stało się możliwe dzięki miniaturyzacji urządzeń elektronicznych. Nawet kamery telewizyjne i nawigatory satelitarne są tak lekkie, że można je podnieść elektrycznym samolotem, gdzie liczy się każdy gram.
Krok 6
Ale nagle pogoda się zmieniła - słońce zniknęło za chmurami. Mimo to samolot nadal lata. Energię pobiera z akumulatorów - ale nie ciężkich ołowianych (nie potrafił ich też podnieść), ale lekkich litowo-jonowych. Dokładnie taki sam, tylko mały, jest zainstalowany w Twoim telefonie komórkowym. A jeśli kiedykolwiek znajdziesz się na pokazie lotniczym lub pokazie modeli, na których zostanie pokazany samolot solarny, wyjmij telefon komórkowy z kieszeni i sfilmuj lot.
