- Mikä on aurinkoenergialla toimivien lentokoneiden toteutettavuus?
- Suuri pinta vaaditaan aurinkopaneeleille
- Aurinkoenergian kerääminen ja käyttö
- Mikä ratkaisu sitten on?
- Viimeaikaiset edistysaskeleet, jotka ovat saavuttaneet paikan aurinkoenergialla toimivissa droneissa
- HAWK30 - Korkean paikan pseudosatelliitit (HAPS)
- SB4 Phoenix
- Korean aurinkokäyttöinen drone EAV3
Kuten FAA ennusti muutama vuosi sitten, droneen myynti kaupallisiin tarkoituksiin on kasvanut dramaattisesti, samoin on kasvanut maailmanlaajuinen aurinkoenergiakapasiteetti. Nämä kaksi tekniikkaa yhdessä ovat herättäneet toiveita nähdä aurinkoenergialla toimivia droneja lentävän korkealla taivaalla. Monet pienet yksityiset yritykset, suuret teknologia- ja ilmailujätit, kuten Airbus, Boeing, Google, AeroVironment, Sunbirds SAS, Sunlight Aerospace jne., Ovat jo olleet markkinoilla jo jonkin aikaa ja työskentelevät intensiivisesti aurinkoenergialla toimivien droonien kehittämiseksi..
Keskittymisen uusiutuvien energialähteiden lisääntyvään käyttöön odotetaan lisäävän markkinoiden kasvua entisestään, ja dronien soveltaminen ilmakuvaukseen, aurinkoviljelyyn, tiedonkeruun, maatalouden viljelyyn, kaivostoimintaan jne. aurinkoenergialla toimivien droneiden markkinat. Global Solar-powered UAV Market 2020-2024 -raportin mukaan aurinkoenergialla toimivien UAV-markkinoiden odotetaan kasvavan 485,46 miljoonalla dollarilla vuoteen 2024 mennessä edistyen 10%: n CAGR-arvolla.
Epäilemättä aurinkokäyttöiset UAV: t ovat osoittaneet mielenkiintoisia ominaisuuksia korkealle ja pitkälle kestävyydelle, mutta nykyiset aurinkoenergialla toimivat UAV: t ovat erittäin kevyitä ja hauraita ja niillä on pieni hyötykuorma. Painon ja talteen otetun energian suhteen aurinkopaneelit ovat yhä tehokkaampia, mutta kysymys, johon on vielä vastattava, on - Kuinka toteuttamiskelpoisia aurinkokäyttöiset dronit ovat ja mitkä ovat ilmailualan yritysten kohtaamat tekniset ongelmat? Olemme puhuneet yksityiskohtaisesti UAV: ista, niiden tyypeistä ja niiden soveltamisesta yhdessä artikkelissamme. Tänään päätimme valottaa aurinkoenergialla toimivia droneja, niiden toteutettavuutta ja teknisiä vaikeuksia.
Mikä on aurinkoenergialla toimivien lentokoneiden toteutettavuus?
Sään riippuvuus, tiukkojen määräysten puuttuminen, lisääntyvät UAV-tapaukset jne. Ovat tärkeimmät tekijät, jotka ovat vähentäneet aurinkokäyttöisten UAV-laitteiden toteutettavuutta. Teknisesti aurinko toimittaa 100-prosenttisesti energiaa ja jotta drone varastoi ja käyttää aurinkoenergiaa, tarvitaan laaja alue, johon aurinkopaneelit voidaan asentaa. Lisäksi aurinkopaneelien on oltava 100% tehokkaita. Puhutaan vaikeuksista / haasteista, jotka on ratkaistava aurinkokäyttöisellä droneilla maksimoimaan aurinkoenergian kerääminen.
Suuri pinta vaaditaan aurinkopaneeleille
Aurinkokäyttöisillä droneilla on alhaiset huoltokustannukset, ja ne varmistavat hiilijalanjäljen pienentämisen suuressa mittakaavassa, mutta korkean hyötysuhteen varmistamiseksi aurinkopaneelien asentamiseen tarvitaan suuri alue. Aurinkokäyttöisten droonien aurinkopaneelit on asennettu kiinteisiin siipiin. Mitä isommat paneelit, sitä enemmän voimaa ne imevät auringosta. Droonin koon valtava lisääminen voi auttaa optimaalisesti hyödyntämään aurinkoenergiaa, ja siinä on ongelma. Suuret aurinkopaneelit eivät ole lainkaan mahdollisia drone-sovelluksissa. Tätä ongelmaa käsittelevät useat yritykset, jotka työskentelevät seuraavan sukupolven tyyppisten joustavien, ohuiden ja kevyiden aurinkopaneelien parissa, joita käytetään paljon.
Aurinkoenergian kerääminen ja käyttö
Koska korjattu aurinkoenergia vaihtelee merkittävästi ajan myötä, aurinkoenergialla toimivan UAV: n energiakatsaus vaihtelee vastaavasti. Energian katkeamisen todennäköisyys on aamulla suuri korjatun tehon takia ja kasvaa edelleen keskipäivään saakka. Keskipäivän jälkeen korjattu teho vähenee ja myös energian loppuminen vähenee. Keskipäivän aikana korjattu aurinkoenergia on verrattain suurempi. Siksi akun latausaika samalle tasolle lyhenee.
Mikä ratkaisu sitten on?
Aurinkoenergian sähköntuotantokapasiteetin lisääntymisen vuoksi aurinkoenergialla toimivien dronimarkkinoiden markkinoilla tapahtuu useita edistysaskeleita. Lisäksi organisaatiot etsivät uusia mahdollisuuksia käyttää aurinkokäyttöisiä UAV-laitteita eri tarkoituksiin ja ratkaista asioita maailmanlaajuisesti. Tämän drone-sovelluksen avulla eri teollisuudenaloilla on meneillään tutkimus, joka koskee UAV: n rakenteellisten komponenttien korvaamista virtalähteillä ja sähköntuotantolaitteilla, jotta voidaan parantaa aurinkoenergialla toimivien UAV- lentojen kestävyyttä ja suorituskykyä.
Aurinkokennojen sijoittaminen droneihin ei ole ainoa drone-tekniikka, jossa tutkimusta ja kehitystä tapahtuu. Ilmailualan yritykset pyrkivät vähentämään loisten painoa, joka on aluksella vaadittujen voimajärjestelmien takia. Lisäksi pyritään sisällyttämään litiumpolymeeriakut ja energiantuotantolaitteet, kuten aurinkokennot. Erilaisia ilmaisia energiantuotantolaitteita, nimittäin rakenteellisia energian varastointilaitteita, lämpösähkögeneraattoreita, rakenteellisia aurinkokennoja jne. käytetään droonin lentämiseen tehokkaasti. Lisäksi pyritään parantamaan lentokoneen teho-painosuhde ja mahdollistamaan rakenteen kestämään erilaisia nimellisiä ja nimellisiä aerodynaamisia kuormitusolosuhteita, joita se voi kokea lennon aikana.
Envision Solarin kaltaiset yritykset kehittävät aurinkopuu- ja EV-latureita. Tämä kalifornialainen yritys on myös suunnitellut EV ARC: n (joka toimii drone-laturina) vastaamaan etäisyyteen ja kantamaan liittyviin ongelmiin. UAV ARC on täysin off-grid ja on varustettu paristojen tekee tuotteen paljon skaalautuva. Laitetta ei ole tarkoitettu vain käyttämään drone-laivastojen lataamiseen, vaan myös keräämään tietoa aurinko-droneista ja antamaan raportin suorituskykyä koskevia tietoja.
Saimme tilaisuuden puhua ISPAGRO Roboticsin teknisen asiantuntijan Shweta Patilin kanssa ja ymmärsimme joitain teknologioita aurinkokäyttöisten droneiden suunnittelussa ja myös niiden toteutettavuudesta. Tässä hän sanoi:
Viimeaikaiset edistysaskeleet, jotka ovat saavuttaneet paikan aurinkoenergialla toimivissa droneissa
Vuodesta 2017, jolloin Facebookin aurinkoenergialla toimiva drone Boeing 737: n siipien kireydellä lähti lennolle vuoteen 2019, jolloin kiinalainen aurinkokäyttöinen drone - Meiying lensi 10 tunnin kaukoliikennettä hämärässä talvessa; useat aurinkoenergialla toimivat dronet ovat ottaneet testilennot. Jotkut osoittautuivat menestyviksi, toiset tarvitsevat parannuksia eri puolilla. Äskettäin Sunbirdsin aurinkoenergialla toimiva SB4 Phoenix -reppu nousi lentoon ja ylitti kaksi kertaa Englannin kanaalin ja teki edestakaisen matkan Sangattesta Doveriin. Katsotaanpa tarkemmin joitain aurinkoenergiaa käyttäviä droneja, jotka ovat äskettäin lentäneet.
HAWK30 - Korkean paikan pseudosatelliitit (HAPS)
Tämä on miehittämätön, pitkäikäinen aurinkoenergialla toimiva UAV, joka on kehitetty yhteistyössä Tokiossa sijaitsevan SoftBank-tytäryhtiön HAPSMobile ja Yhdysvaltain puolustusurakoitsija AeroVironmentin kanssa. HAWK30 suoritti testilennon NASAn tutkimuskeskuksessa Kaliforniassa syyskuussa 2019 ja on aloittamassa HAPS-pohjaisten palvelujen tarjoamista vuoteen 2023 mennessä. Drone on rakennettu kevyistä materiaaleista, siinä on 10 potkuria ja 256 jalan siipiväli. Aurinkopaneelit on asennettu siipien pintaan syöttämään suuren energiatiheyden litiumioniakkua, jolloin UAV voi jatkaa lentämistä ja lähettämistä myös auringonlaskun jälkeen.
SB4 Phoenix
Tämä täysin itsenäinen aurinkokäyttöinen Sunbirds-drone nousi lentoon 14. syyskuuta 2020 ylittämällä kaksi kertaa Englannin kanaalin ja edestakaisen matkan Sangatteista Doveriin. Tämä kevyt aurinkoenergialla toimiva drone saavutti 100 km ja 2 h 21 min. lento meren yli maasta toiseen akuilla, jotka on ladattu 100% saavuttaessa.
Korean aurinkokäyttöinen drone EAV3
Viime aikoina Korean ilmailu- ja avaruusalan tutkimuslaitoksen (KARI) tekemä EAV3 suoritti pisimmän 53 tunnin jatkuvan lennon suurella korkeudella, jossa ilma oli riittämätön. Tämä aurinkoenergialla toimiva UAV on varustettu erittäin energiatiheillä kennoilla, se on 9 metriä pitkä, siipien kärkiväli 20 metriä ja painaa noin 21 kg (46 paunaa). Se lensi 12-18 kilometrin korkeudessa stratosfäärissä 16 tuntia ja rikkoi ennätystä aurinkoenergialla toimivasta droneista, joka suoritti 90 minuutin lennon 18 kilometrin korkeudessa vuonna 2016.
Google / Titan Aerospace: Solara 50 Boeing / DARPA: SolarEagle, Aurora Flight Sciences: Odysseus, BAE Systems: PHASA-35, Chinese Academy of Aerospace Aerodynamics (CAAA): Caihong (Rainbow) T-4, Facebook / Ascenta: Aquila, Airbus: Zephyr-S ovat joitain muita aurinkoenergialla toimivia UAV-droneja, jotka on suunniteltu ja kehitetty viime vuosina.
Kun näemme ratkaisut ja todistamme yhä useamman yrityksen liittyneen vankkureihin, on vaikea olla ennustamatta aurinkoenergialla toimivien UAV: iden edessä olevia kirkkaita mahdollisuuksia. Maailmassa pyritään aktiivisesti kehittämään tätä tekniikkaa sovellettavaksi lentokoneisiin, pääasiassa siksi, että se pystyy suorittamaan tehtäviä ympäristöystävällisemmin ja halvemmalla. Auttamalla erilaisissa sotilaallisissa operaatioissa, tiedonkeruussa ja droneihin perustuvassa toimituksessa katastrofiavulle ja kaupallisille vähittäiskauppiaille aurinkoenergialla toimivat UAV: t ovat tehneet huomattavasti tehokkaamman ja taloudellisemman asioiden suorittamisen. Emme ole väärässä kutsumalla aurinkoenergiaa käyttäviä UAV: ita ja seuraavaa suurta asiaa!