Солнечные батареи в авиации

Солнечные батареи – это устройства, которые позволяют преобразовывать энергию солнечного света в электрическую. Солнечная батарея работает по принципу фотоэлектрического преобразователя. При помощи полупроводников радиация солнца концентрируется на панелях, и в результате мы получаем электроэнергию. Они широко используются в различных областях, включая авиацию.

Использование солнечных батарей в авиации стало возможным благодаря развитию технологий и улучшению качества батарей. Сегодня солнечные батареи могут обеспечить энергией не только небольшие устройства, но и самолеты.

Одним из самых известных примеров использования солнечных батарей в авиации является Solar Impulse – первый в мире солнечный самолет, который совершил кругосветный полет без использования топлива. Разработан компанией Solar Impulse, имеет размах крыла, сравнимый с Airbus A340 (63 метра), массу — 1600 кг. Крейсерская скорость — 70 км/ч. Solar Impulse оснащен 17 248 солнечными батареями, которые питают четыре электромотора и батареи на хранение энергии.

Солнечные батареи могут использоваться не только для полетов на большие расстояния, но и для небольших самолетов и вертолетов. Это позволяет снизить затраты на топливо и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду.

Кроме того, использование солнечных батарей в авиации может увеличить безопасность полетов. В случае отказа основных систем питания, солнечные батареи могут обеспечить энергией необходимые системы, такие как радио и навигационное оборудование.

Однако, несмотря на все преимущества, использование солнечных батарей в авиации имеет свои ограничения. Они не могут обеспечить достаточную энергию для больших самолетов и плохо работают в условиях низкой освещенности.

Падающее на поверхность ФЭП солнечное излучение преобразуется в электрическую энергию и расходуется на работу электродвигателя, зарядку бортовых аккумуляторов, электрооборудование самолета и другое необходимое оборудование.

Наибольшие потери в цепочке преобразования происходят в ФЭП. В зависимости от КПД, потери составляют 75-80% у хороших коммерчески доступных ФЭП. Отношение полезной работы силы тяги к работе, затрачиваемой солнечным излучением, составляет в лучшем случае 13%. (т. е. КПД всей системы составляет 13%).

Одной из проблем, связанных с использованием солнечных батарей в авиации, является низкая плотность энергии. Это означает, что для получения достаточного количества энергии необходимо установить большое количество солнечных батарей на самолете. Это может привести к увеличению веса самолета и ухудшению его характеристик.

Чтобы самолёт массой 2 тонны летел только за счёт энергии, полученной от солнечных батарей, нужно установить на него солнечные батареи, общей площадью 250м². К примеру, установить такое количество солнечных батарей возможно на Airbus 380, но его масса составляет 560 тонн, что означает, что для его полёта только на солнечной энергии понадобится около 62500м² современных солнечных батарей.

Таким образом, использование солнечных батарей на больших пассажирских самолётах вместо топлива пока невозможно.

Тем не менее, солнечные батареи являются перспективным направлением развития авиации. Их использование позволит снизить затраты на топливо и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду, а также повысить безопасность полетов.