Ловці Сонця Сила світла, Журнал Популярна Механіка
Лі Якокка, один із найвідоміших менеджерів в історії американської автомобільної промисловості, якось порівняв Детройт із Силіконовою долиною, сказавши наступне: «Якби автомобільна промисловість розвивалася тими ж темпами, що й комп'ютерна, то вже сьогодні можна було б купити Rolls-Royce за $2 ,5 і проїхати мільйон миль на галоні бензину».
На жаль, дводоларові «роллс-ройси» найближчим часом нам не світять, зате проїхати мільйон миль на одному галоні (і навіть без нього) можна вже сьогодні. У Мельбурні мешкає Девід Февчук, який створив уже не одну машину, здатну їздити взагалі без палива. «Точніше, без палива, що відчутно», — поправляє мене Февчук. Його машини працюють на фотонах.
Февчук — один із керівників знаменитої мельбурнської команди Aurora, яка неодноразово займала призові місця у найзнаменитіших у світі гонках сонцемобілів World Solar Challenge. Але найбільше Февчук пишається тим, що його команда організувала найтриваліший автопробіг, на який будь-коли вирішувалися команди сонцегонщиків. Їх сонцемобіль здійснив 24-денну подорож, проїхавши загалом 13 054 км Зеленим континентом! А напередодні Нового 2006 року команда встановила ще один світовий рекорд – за добу Aurora проїхала 1701 км із середньою швидкістю 70,88 км/год, побивши попередній рекорд у 1255 км! "Встановити рекорд, - розповідає Девід, - нам допомогли спеціальні шини Michelin зі зниженим опором коченню та унікальне мотор-колесо, розроблене Австралійською науково-дослідною організацією CSIRO спеціально для нас". У той час як мотор-колеса інших команд мають ККД близько 95% і важать близько 30 кг,розробка СSIRO має ККД 98% і важить 14,5 кг разом із шиною!
Февчук (нехай вас не дивує українське прізвище Девіда: він наполовину слов'янин, але українською зовсім не говорить) починає розповідати про те, як нелегко його команді дався останній світовий рекорд. Виявляється, на треку австралійського підрозділу Ford, де вони били рекорд, є все необхідне для випробування машин, окрім одного укриття від сонця. В результаті команда Девіда провела Різдвяні свята під палючим сонцем, з одного боку, радіючи прекрасним для встановлення рекорду погодним умовам, з іншого — знемагаючи від спеки.
-
Технології
Бутильована вода: чим шкідливий пластик і чи варто переходити на фільтровану воду
Триколісний байк з мотором від бензопили: божевільний винахід
На фотонній тязі
Згідно з енциклопедією «Британіка», перший сонячний елемент, який безпосередньо перетворював сонячну енергію на електричну, був створений Чарльзом Фріттсом в 1883 році.
У ході роботи Фріттс використовував спайки, які отримував, покриваючи напівпровідник селен найтоншим шаром золота. Одночасно створенням сонячних елементів займався і французький фізик Антуан Сезар Беккерель, який ще в 1839 помітив появу електричної напруги при попаданні світла на електрод, спостерігаючи фотоелектричний ефект в ході експериментування з електродами в розчині електроліту.
Ось тільки коефіцієнт корисної дії таких елементів був вкрай низький. Він не дотягував і до 1%. Набагато пізніше, 1941 року, Рассел Ол винайшов перший кремнієвий сонячний елемент. За дванадцять років роботи в цьому напрямку було зроблено значні успіхи, і до 1954 року ККД кремнієвого сонячного елемента, який створили американські вченіДжеральд Пірсон, Калвін Фуллер і Деріл Чапін досягав уже 6%. Поява першого в історії сонцемобіля відноситься до цього періоду. Компанія International Rectifier, що існує й досі, займалася розробкою перших кремнієвих сонячних елементів. Саме вона збудувала найбільшу у світі сонячну панель, що принесло IR гучну славу. Справа в тому, що цю панель використав для своєї машини давній лідер виробництва електромобілів - компанія Baker Motor Vehicle Company.
З розвитком автомобілебудування потреба у створенні екологічно чистого транспорту відчувалася дедалі гостріше. Автомобіль, що подарував нам свободу пересування, не дарма називають чумою XX століття - саме він став головним джерелом шуму та забруднювачем повітря. Електромобілі ж компанії Baker, незважаючи на всю недосконалість техніки того часу, були чистішими і тихішими за бензинові авто.
1976 року в пресі з'явилося повідомлення про винахід сонячного автомобіля професором Тель-Авівського університету Арієм Бронштейном. Через рік про свій новий винахід майже одночасно оголосили англієць Алан Фріман і американець Ед Пассеріні.
Було б неправильним, проте, представляти історію створення «сонячних машин» як плавну розповідь. Головним чином тому, що перші моделі машин дуже відрізнялися одна від одної. Кожна ставала новим експериментом. Лише згодом конструктори зійшлися на «тарганській» формі корпусу: автомобіль став плоским, максимально широким і довгим, як правило, на трьох колесах.
Інтерес до створення автомобілів майбутнього неухильно зростав у всьому світі. Однак справжнє визнання прийшло до сонцемобілів на початку 1983 року, коли відомий австралійський шукач пригод Ханс Толструп разом із Ларрі Перкінсом проїхали на побудованому ними сонцемобілі QuietAchiever від Перта до Сіднея зі швидкістю 20 км/год, здолавши таким неспішним «манером» шлях 4052 кілометри. Знадобилося їм на це 20 днів. Можна, звичайно, поблажливо посміхнутися такому досягненню, проте можна й задуматися — адже Толструп і Перкінс перетнули весь континент із заходу на схід на 10 днів швидше, ніж той самий шлях пройшов перший автомобіль із бензиновим двигуном, і при цьому — не витративши жодної краплі палива. !
Сонячні гонки
Ця подорож стала відправною точкою, з якої починається вся історія всесвітньо відомих австралійських гонок World Solar Challenge, перша з яких відбулася в 1987 році. Виграв гонки сонцемобіль Sunracer концерну General Motors, який зумів пройти трасу із середньою швидкістю 66,94 км/год.
Переможець четвертого ралі сонцемобілів World Solar Challenge 1996 сонцемобіль Dream, на створення якого компанія Honda, не замислюючись, витратила $2 млн., пройшов трасу в 3000 км між містами Дарвін і Аделаїда вже із середньою швидкістю 90 км/год, досягаючи на окремих ділянках. км/год. У гонках World Solar Challenge 2005 року переміг сонцемобіль Nuna з Нідерландів, із середньою швидкістю пробігу 102,75 км/год. Самі члени команди-переможниці, студенти з Амстердама, не втомлюються повторювати, що всіма своїми досягненнями сонцемобіль Nuna завдячує аерокосмічним технологіям! На машині були встановлені передові сонячні батареї, які використовувалися на космічному апараті Smart 1, запущеному Європейським космічним агентством з метою складання карти Місяця, а корпус Nuna був виконаний із пластику, який також призначався для космічного корабля. Не буде перебільшенням сказати, що і сьогодні Nuna – найшвидший у світі автомобіль на сонячній енергії. Він здатний розвивати швидкість 170 км/год!
«Та це й не дивно. Ви тільки подивіться на їхній бюджет! - Заявляє мені Дуг Барбідж), один з керівників західноавстралійської асоціації Sungroper, - у цієї машини одна сонячна панель коштує мільйон доларів!
Ревниве зауваження Дуга можна зрозуміти. Його команда з Перта складається здебільшого зі школярів-старшокласників, і майже все тримається на ентузіазмі хлопців. Але Дуг Барбідж по праву пишається своєю командою: «Ми брали участь вже в трьох гонках World Solar Challenge, і востаннє команда складалася з юнаків і дівчат, які тільки-но навчилися водити машину і отримали права!» До речі, дівчата-пілоти не рідкість у цих перегонах. Давно помічено, що жінки витриваліші, вони набагато легше переносять високі температури, ніж чоловіки. А для гонок Австралією це важливо. Адже температура в салоні сонцемобіля нерідко піднімається до 50 градусів за Цельсієм: кондиціонер у таких перегонах — недозволена розкіш.
Незважаючи на молодість учасників та обмежений бюджет, команда Sungroper продовжує вдосконалювати конструкцію свого сонцемобіля. Але ж змагання сонячних автомобілів — задоволення дуже дороге. Хороший мотор та блок управління до нього коштують близько $10 000 кожен. Багато грошей йде на логістику. Автомобіль треба перевезти з рідного містечка до місця старту в Дарвін, орендувати машини супроводу та обслуговування, а по закінченні перегонів благополучно доставити додому.
Битва інтелектуалів
Перегони World Solar Challenge часто називають інтелектуальним змаганням. Адже створення кожного гоночного сонцемобіля це ціле наукове дослідження. Великі автомобільні та аерокосмічні концерни вкладають у екзотичний спорт мільйони доларів. Такі інвестиції обіцяють окупитися сторицею. Адже «сонячні перегони»кузня нових технологій: багато рішень, вперше випробуваних на гоночних сонцемобілях, згодом обіцяють знайти широке застосування на серійних автомобілях.
Ну, а самі сонцемобілі, чи не можуть вони через роки стати такою ж серйозною альтернативою бензиновому автомобілю, як нинішні бензоелектричні гібриди? "Ні, - скептично хитають головою самі "сонцегонщики", - це чистий спорт плюс технічні досягнення". Тієї ж думки дотримувався і український сонцегонщик Олександр Пополов, який трагічно загинув у 2004 році. «Екологічно чистий сонцемобіль багато може вже сьогодні, – писав він чотири роки тому, – хоча серйозної альтернативи автомобілю в найближчому майбутньому він не уявляє. Поки що це лише новий технічний вид спорту».
Сперечатися з цим складно. Навіть найпросунутіша сонячна машина не може зрівнятися за потужністю зі звичним автомобілем. Площа поверхні сонцемобіля така, що з неї просто неможливо отримати велику кількість енергії. Потужність сонячних батарей навіть у найкращих машин не перевищує 2 кВт. І то за умови гарної погоди. Для того, щоб сонцемобілі мали практичну цінність, необхідно, щоб ККД доступних за ціною сонячних елементів був не менше 40-50%. Сьогодні це практично неможливо.
При цьому хороша погода важлива не лише для сонячних батарей. Хоча сонцемобілі та водонепроникні, шини у них гладкі, без протектора, і незважаючи на те, що у більшості машин є стоп-сигнали та покажчики поворотів, проте немає очисників вітрового скла та фар.
У сонцемобіля є кермо, педаль гальма та важіль ручного гальма, проте немає педалі газу. Її замінює регулятор на панелі приладів, адже, на відміну від звичайного автомобіля, сонячному немає чого часто змінювати швидкість. Навпаки, пілотам необхіднопідтримувати постійну швидкість протягом багато часу.
Машина на майбутнє
Цікаво, а чим їздять австралійські конструктори сонцемобілів? Виявилось, що на звичайних серійних автомобілях. Але більшість із них збирається найближчим часом пересісти на гібриди чи електромобілі. Дуг Барбідж, наприклад, мріє пересісти на легкий електромобіль із достатнім запасом ходу. Його він збирається заряджати від електромережі або від стаціонарної домашньої сонячної батареї. Таким електромобілем хотів би їздити і Девід Февчук. «Але якби я мав необмежений бюджет, — усміхається Девід, — я побудував би собі надзвичайно легкий двомісний сонцемобіль із вуглепластиковим кузовом, літій-полімерними акумуляторами та сонячними елементами на основі арсеніду галію з високим ККД. Такий сонцемобіль ні в чому не поступався б звичайному автомобілю, їздив безшумно, а палива взагалі не потребував. Ось тільки біда: для його створення мені потрібно не менше мільйона доларів...»