Сонячний транспорт - Аюрведа Плюс
Сонячний транспорт
У 1982 р. відомий австралійський шукач пригод Ханс Толструп на побудованому ним з Ларрі Перкінсом сонцемобілі "Quiet Achiever" ("Тихий рекордсмен") перетнув п'ятий континент із заходу на схід із середньою швидкістю 20 км/год. Автомобілісти, які легко розганялися до 200 км/год на серійних машинах, побачивши неквапливий екіпаж, поблажливо посміхалися. У 1996 р. переможець IV Міжнародного ралі сонцемобілів - "Dream" ("Мрія"), на створення якого японська компанія "Honda" не пошкодувала 2 млн дол., пройшов 3000 км між Дарвіном та Аделаїдою із середньою швидкістю майже 90 км/год, на окремих ділянках досягаючи 135 км/год. Поблажливих усмішок уже не було.
Автомобіль, що втілив мрію людини про свободу пересування, проте називають чумою XX ст. Завоювавши планету, він став головним споживачем непоправних природних ресурсів, забруднювачем землі, води та повітря, джерелом шуму. Його частка у забрудненні атмосфери Москви – ще нещодавно однієї з найчистіших столиць – перевищує 90%.
Автомобіль ХХІ ст. має бути екологічно чистим. У всіх розвинених країнах реалізуються державні програми з екологічного та економічного транспорту. Так, у США за програмою PNGV (Partnership for New Generation of Vehicles – співпраця у створенні нового покоління транспортних засобів) у 1999-2004 роках. виділено. 161 млн дол. на розробку прототипу екологічно чистого легкового автомобіля з витратою палива не більше 3 л на 100 км.
До найперспективніших транспортних засобів майбутнього століття відносять електромобіль. Однак його джерела енергії - акумуляторні батареї - поки що не можуть конкурувати з бензином та дизельним паливом. Без якісногострибка їх характеристик електромобілі матимуть обмежене застосування (перевезення заданими маршрутами, виставкові, паркові та інші закриті зони). Поки що вони не можна порівняти з традиційними автомобілями ні за технічними даними, ні за вартістю, ні за зручністю експлуатації. Конкурентоспроможний та порівняно "чистий" транспортний засіб сьогодні можна розробити тільки за схемою "гібридного електромобіля" з комбінованою енергетичною установкою, що включає двигун внутрішнього згоряння (ДВС), електродвигун і буферний накопичувач енергії. Дослідження за програмою PNGV підтверджують техніко-економічну доцільність створення такого електромобіля, який приблизно на порядок "чистіше" звичайного автомобіля через меншу витрату палива та роботи ДВЗ в оптимальному режимі.
Екологічна чистота електромобіля насправді далеко не безперечна (якщо його акумулятори заряджають енергією від теплових електростанцій - це, по суті, "нафта" або "вуглемобіль", якщо ж від атомних - "атомобіль"). Інша справа сонцемобіль - різновид електромобіля, що отримує електроенергію від бортових або стаціонарних фотоперетворювачів. Благодатне Сонце - воістину невичерпне джерело екологічно чистої та безкоштовної енергії. Національні програми розвитку геліоенергетики та геліотехніки прийняті в 70 із лишком країнах - від Скандинавії до Австралії.
Однак, як не вражають досягнення рекордсменів трансавстралійських та інших престижних ралі, сонцемобілі на дорогах сьогодні не зустрінеш. Схоже, що й у найближчому майбутньому сонцемобілі зможуть дозволити собі лише нинішні власники "Rolls-Royce", "Ferrari" та "Porsche".
Фахівці вважають, що сонячний транспорт стане всерйозконкурувати з автомобільним, коли ефективність доступних за ціною сонячних елементів (фотоелектричних перетворювачів) становитиме 40-50%. Поки що їх ККД лише 10-12%. Щоб сонцемобілі з потужністю сонячних батарей 1,5-2 кВт "наздогнали" автомобілі з двигунами у 100 разів потужніше, необхідно використовувати легкі та міцні конструкційні матеріали, ефективні системи електроприводу, досягнення аеродинаміки, геліо- та електротехніки, електроніки та інших наук. Конструкції транспортних засобів майбутнього та відпрацьовуються на ралі сонцемобілів.
У сонцемобілів досягнутий мінімальний для наземних екіпажів коефіцієнт аеродинамічного опору (0,1). Досвід концерну "General Motors" при розробці рекордного сонцемобіля "Sunracer" ("Сонячний гонщик") використано в проектуванні електромобіля "Impact" ("Удар"), серійне виробництво якого почалося в 1996 р. Його швидкість досягає 130 км/год, до 100 км/год він розганяється за 9 с і на звичайних свинцево-кислотних акумуляторах проходить 100 км. Спеціально для сонцемобілів сконструйовані легкі безколекторні двигуни постійного струму з магнітами з рідкісноземельних металів і ККД до 98%, а також ефективні мікропроцес. У 1993 р. на трьох сонцемобілях - лідерах трансавстралійських перегонів вперше низькооборотні двигуни вбудували безпосередньо в маточини провідних коліс. Ідея мотор-колеса, сама по собі не нова, у сонцемобілях дозволила відмовитися від трансмісії та довести ККД приводу до 96-97%. У 1996 р. у трансавстралійському ралі брало участь вже 12 таких конструкцій, а компанія "Honda", натхненна успіхом своєї "Мрії", почала серійний випуск електровелосипедів з мотор-колесом. Відомі виробники шин - "Michelin", "Bridgestone", "Dunlop" - розробляють нові матеріали тапротектори для шин сонцемобілів. Вже створені шини, які при хорошому зчепленні з дорогою мають найнижчий коефіцієнт опору коченню - всього 0,007. Фірма "Michelin" виробляє подібні енергозберігаючі шини для серійних автомобілів.
Сонячні батареї невеликої потужності на звичайних автомобілях кондиціонують повітря в салонах і заряджають пускові акумулятори на стоянках, живлять радіо- та телеапаратуру.
Сонцемобілі конструюють студенти та школярі всіх континентів. Це дозволяє опанувати останні досягнення в різних галузях науки і техніки та освоїти різні спеціальності - від програміста та електронника до слюсаря та гонщика. Міжнародна федерація сонцемобілів (ISF) щорічно проводить до 30 змагань екіпажів та суден із сонячними батареями. Більше половини учасників – школярі та студенти технічних коледжів та університетів.
Сонцемобіль – така ж складна машина, як сучасний автомобіль. Але в серійному автомобілі все налагоджено, він випускається величезними партіями із гарантією на десятки тисяч кілометрів пробігу. Сонцемобіль - завжди унікальний зразок, зроблений ентузіастами. Бувало, команда, яка прибула в Японію або Австралію, так і не могла зрушити з місця завпертий "сонячник". Дрібні та великі ремонти, переробки, доведення - доля всіх команд. На ралі всі надають підтримку та посильну допомогу. Траплялося, що студент зі Швейцарії перед стартом паяв мікросхему заокеанському супернику, а рідкісна деталь з японських запасів рятувала команду австралійських школярів. У "Комсомольській правді" учасники одного з ралі названі "дітьми Сонця": "В них було щось і дитяче, і філософське, і безкорисливе. Вони хочуть врятувати Землю, вберегти її від передчасної витрати. Вони кажуть: не обов'язково їздити дуже швидко , алеобов'язково - дуже економно, щоби щось залишилося дітям, онукам, правнукам, щоб не коптило і не гуркотіло".
На мене особливе враження справило участь у гонках сонячних велосипедів в Австралії восени 1999 команди спеціальної школи "Woodville" з Аделаїди. Діти з помітними затримками та відхиленнями у розвитку в екстремальних умовах австралійської пустелі на рівних змагалися з професіоналами, що з'їхалися на престижне ралі з усіх континентів. Потрібно було бачити їхні сяючі очі та посмішки на п'єдесталі пошани – їхній триколісний "Dynamic 2000" посів третє місце!
У розвитку екологічно-чистого транспорту Україна помітно відстає від інших країн. Тим часом сонцемобілі цілком могли б розроблятися на оборонних підприємствах у рамках конверсії. Наприклад, на російсько-американському підприємстві "Совлакс" у Москві фотоперетворювачі отримують у вигляді найтонших плівок з аморфного кремнію. Низька витрата напівпровідникових матеріалів та автоматизоване виробництво помітно знижують їхню вартість. Продуктивність конвеєрної лінії випуску сонячних елементів методом безперервного осадження аморфного кремнію на найтоншу підкладку з нержавіючої сталі становить 2 МВт/рік. З конвеєра сходять гнучкі та легкі модулі, що вигідно відрізняються від крихких і важких конструкцій із кристалічного кремнію на склі.
схеми велосипедних електроприводів без трансмісії, що не поступаються закордонним, розроблені Московським науково-інженерним центром "Мехатроніка", фірмою "Інкар" у підмосковному Королеві, ТОВ "Редос" (багатоцільові мотори В.А.Євсеєнкова). На жаль, це лише поодинокі зразки, які з року в рік безплідно подорожують міжнародними виставками та салонами.
Улабораторіях світу в муках народжуються акумулятори та паливні елементи, енергоємність яких не менша, ніж у бензину та дизпалива. Але більшість з них ще довгий шлях до масового споживача. Інші мають воістину чудові властивості, але неймовірно дорогі. Одне з винятків - нікель-метал-гідридні акумулятори, розроблені "Совлакс" та американською фірмою "Ovonic". Довговічні та доступні за ціною (при масовому виробництві) ці акумулятори незабаром почне випускати у м. Глазове "Чепецький механічний завод". Удмуртські фахівці мають унікальні досягнення в розробці багатокомпонентних сплавів. Один із них став основою негативного електрода для нових акумуляторів із високими енергоємністю та терміном служби. На підприємствах Москви та Підмосков'я створено тягові конденсатори великої ємності, які замінюють звичні акумуляторні батареї. Їх заряджають лише хвилини, а термін їхньої служби на порядок більший, ніж у акумуляторів. Вони майже не вимагають витрат на обслуговування, легко піддаються утилізації та не забруднюють довкілля.
Конструктори багатьох країн намагаються передбачити контури сонцемобіля майбутнього. Так, японська компанія "Sanyo" випустила дослідну партію відкритих одномісних екіпажів із сонячною панеллю площею 0,6 м2, яка за 6 годин заряджає нікель-кадмієву акумуляторну батарею. Запас ходу триколісного транспортного засобу вагою 50 кг становить 36 км, максимальна швидкість 24 км/год. Інша японська компанія "Hokuriku Electric Power" пропонує сонцемобіль "Фенікс" із сонячною панеллю потужністю 750 Вт та швидкістю 40 км/год.
Сьогодні найбільший практичний інтерес становлять "легкі електротранспортні засоби" з електричним або м'язовим приводом та сонячними батареями. Президент американської компанії "EV GlobalMotors Лі Якокка переконаний, що в найближчі роки той чи інший вид електротранспорту: електроролер, електроскутер, електромобіль, електровелосипед - буде у кожного американця.
