- Koja je izvedivost dronova na solarnu energiju?
- Velika površina potrebna za solarne panele
- Prikupljanje i korištenje solarne energije
- Što je onda rješenje?
- Najnoviji napredak koji se dogodio u bespilotnim letjelicama na solarnu energiju
- HAWK30 - Pseudo-sateliti na visokoj nadmorskoj visini (HAPS)
- SB4 Feniks
- Korejski bespilotni letjelica EAV3 na solarni pogon
Kao što je FAA predvidio prije nekoliko godina, prodaja dronova u komercijalne svrhe dramatično je porasla, pa tako i globalni kapacitet solarne energije. Ove dvije tehnologije zajedno su pobudile nadu da će vidjeti bespilotne letjelice na solarni pogon kako lete visoko u nebo. Mnoge male privatne tvrtke, veliki tehnološki i zrakoplovni divovi poput Airbusa, Boeinga, Googlea, AeroVironmenta, Sunbirds SAS-a, Sunlight Aerospacea itd. Već su na tržištu već neko vrijeme i intenzivno rade na razvoju bespilotnih letjelica na solarni pogon.
Očekuje se da će fokus na veću upotrebu obnovljivih izvora energije potaknuti rast tržišta u većoj mjeri, a primjena dronova u zračnoj fotografiji, solarnom uzgoju, prikupljanju podataka, poljoprivrednom uzgoju, rudarstvu itd. Potiče rast tržište dronova na solarni pogon. Prema izvješću Globalnog tržišta bespilotnih letjelica na solarnu energiju 2020. - 2024., očekuje se da će tržište bespilotnih letjelica na solarni pogon porasti za 485,46 milijuna USD do 2024. godine, napredujući uz CAGR od 10%.
Nesumnjivo su bespilotne letjelice na solarni pogon pokazale zanimljive sposobnosti za veliku nadmorsku visinu i dugotrajnost, ali trenutni bespilotni zrakoplovi na solarni pogon izuzetno su lagani i krhki te imaju malu nosivost. U pogledu težine i zauzete energije, solarni paneli postaju sve učinkovitiji, ali pitanje na koje treba odgovoriti je - Koliko su izvodljivi bespilotni zrakoplovi na solarni pogon i s kojim su tehničkim problemima zrakoplovne tvrtke suočene? Detaljno smo razgovarali o UAV-ima, njihovim vrstama i njihovoj primjeni u jednom od naših članaka. Danas smo odlučili osvijetliti bespilotne letjelice na solarnu energiju, njihovu izvedivost i tehničke poteškoće.
Koja je izvedivost dronova na solarnu energiju?
Ovisnost o vremenu, nepostojanje strogih propisa, rastući incidenti s UAV-om itd. Glavni su faktori koji smanjuju pad izvodljivosti bespilotnih letjelica na solarni pogon. Tehnički gledano, sunce daje 100% energije, a da bi dron mogao pohraniti i koristiti sunčevu energiju, potrebno je veliko područje na koje se mogu instalirati solarni paneli. Uz to, solarni paneli moraju biti 100% učinkoviti. Razgovarajmo o poteškoćama / izazovima koji se moraju riješiti za bespilotnu letjelicu na solarnu energiju kako bi se povećalo prikupljanje solarne energije.
Velika površina potrebna za solarne panele
Bespilotne letjelice na solarni pogon imaju male troškove održavanja i osiguravaju veliko smanjenje ugljičnog otiska, ali kako bi se osigurala visoka učinkovitost, potrebna je velika površina za instaliranje solarnih panela. Solarne ploče u bespilotnim letjelicama koje pokreće sunce instalirane su na fiksnim krilima. Što su ploče veće, to veću snagu usisavaju od sunca. Iznimno povećanje veličine drona može pomoći u optimalnom iskorištavanju solarne energije i u tome je problem. Glomazni solarni paneli uopće nisu izvedivi za primjenu dronova. Ovim se problemom bave razne tvrtke koje rade na sljedećim generacijama fleksibilnih, tankih i laganih solarnih panela koji se intenzivno koriste.
Prikupljanje i korištenje solarne energije
Budući da se prikupljena sunčeva energija značajno mijenja s vremenom, nestanak energije UAV-a na solarni pogon u skladu s tim varira. Vjerojatnost nestanka energije velika je ujutro zbog manje ubrane snage i nastavlja se povećavati do podneva. Nakon podneva iskorištena snaga smanjuje se, a smanjuje se i nestanak energije. Tijekom podneva prikupljena solarna energija je relativno veća. Stoga se vrijeme punjenja baterije na istu razinu smanjuje.
Što je onda rješenje?
Zbog povećanja kapaciteta za proizvodnju električne energije iz solarne energije, nekoliko se napretka događa na globalnom tržištu dronova na solarni pogon. Pored toga, organizacije istražuju nove mogućnosti upotrebe bespilotnih letjelica na solarnu energiju u razne svrhe i rješavaju probleme na globalnoj razini. Ovom primjenom bespilotnih letjelica u raznim industrijama, u tijeku su istraživanja koja zamjenjuju strukturne komponente UAV-a uređajima za pohranu i proizvodnju energije kako bi se poboljšala izdržljivost leta i mogućnosti izvedbe bespilotnih letjelica na solarni pogon.
Postavljanje solarnih ćelija na dronove nije jedina tehnologija dronova u kojoj se odvijaju istraživanja i razvoj. Zrakoplovne tvrtke rade na smanjenju parazitske težine koja je velika zbog potrebnih elektroenergetskih sustava na brodu. Također se ulažu napori da se uključe litij-polimerne baterije i uređaji za proizvodnju energije poput solarnih ćelija. Razni uređaji za proizvodnju besplatne energije, naime. strukturni uređaji za pohranu energije, termoelektrični generatori strukturne solarne ćelije itd. koriste se za postizanje efikasnog leta drona. Štoviše, ulažu se napori na poboljšanju omjera snage i težine zrakoplova i omogućavanju konstrukciji da podnese različite nominalne i izvan nominalne uvjete aerodinamičkog opterećenja koje bi mogla doživjeti tijekom leta.
Punjače za solarno drvo i EV razvijaju tvrtke poput Envision Solar. Ova tvrtka sa sjedištem u Kaliforniji također je dizajnirala EV ARC (koji djeluje kao punjač dronova) za rješavanje problema vezanih za udaljenost i domet. UAV ARC je potpuno off-grid i opremljen sa baterijama izradu proizvodu mnogo prilagodljiv. Uređaj nije namijenjen samo za punjenje flota bespilotnih letjelica već i za prikupljanje podataka o solarnim bespilotnim letjelicama i davanje podataka o izvedbi izvještaja.
Dobili smo priliku razgovarati sa Shwetom Patil, stručnjakom za tehnologiju u ISPAGRO Robotics, i razumjeli smo neke tehnološke aspekte u dizajniranju bespilotnih letjelica na solarnu energiju, kao i njihovu izvedivost. Evo što je rekla:
Najnoviji napredak koji se dogodio u bespilotnim letjelicama na solarnu energiju
Od 2017. godine, kada je Facebookov bespilotni letjelica na solarni pogon s rasponom krila Boeinga 737 poletio do 2019. godine, kada je kineski bespilotni letjelica na solarni pogon - Meiying letjela 10-satnom daljinom u osvijetljenoj zimi; nekoliko bespilotnih letjelica na solarni pogon izvršilo je probne letove. Iako su se neki pokazali uspješnima, nekima je potrebno poboljšanje na raznim frontovima. Nedavno je letjelica Sunbirds na solarni pogon SB4 Phoenix poletjela i dva puta prešla La Manche, obavivši kružno putovanje od Sangattea do Dovera. Pogledajmo bliže neke bespilotne letjelice na solarni pogon koje su nedavno poletjele.
HAWK30 - Pseudo-sateliti na visokoj nadmorskoj visini (HAPS)
Riječ je o bespilotnom zrakoplovu s dugotrajnom eksploatacijom na solarni pogon razvijenom u partnerstvu između podružnice HAPSMobile iz SoftBanka sa sjedištem u Tokiju i američkog obrambenog izvođača AeroVironment. HAWK30 završio je probni let u NASA-inom istraživačkom centru u Kaliforniji u rujnu 2019. godine, a u tijeku je kako bi počeo pružati usluge temeljene na HAPS-u do 2023. Dron je izrađen od laganih materijala, ima 10 propelera i raspon krila od 256 metara. Solarni paneli instalirani su na površinu krila za napajanje litij-ionske baterije visoke gustoće energije koja omogućava UAV-u da nastavi letjeti i prenositi i nakon zalaska sunca.
SB4 Feniks
Ovaj potpuno autonomni bespilotni letjelica Sunbirds na solarni pogon poletio je 14. rujna 2020. godine, prešavši dva puta La Manche, obavivši kružno putovanje od Sangattea do Dovera. Ovaj lagani dron na solarni pogon postigao je 100 km i 2 h 21 min. let iznad mora iz jedne zemlje u drugu s baterijama 100% napunjenim pri dolasku.
Korejski bespilotni letjelica EAV3 na solarni pogon
Nedavno je EAV3, koji je izradio Korejski institut za svemirska istraživanja (KARI), završio svoj Najduži kontinuirani let od 53 sata na velikoj nadmorskoj visini gdje zraka nije bilo dovoljno. Ovaj UAV na solarni pogon opremljen je ultra-energetski gustim stanicama, dug je 9 m, raspona krila 20 m, a težak je oko 21 kg (46 lbs). Letio je na visini od 12-18 kilometara u stratosferi 16 sati i oborio rekord bespilotne letjelice na solarnu energiju koja je 2016. završila 90-minutni let na visini od 18 kilometara.
Google / Titan Aerospace: Solara 50 Boeing / DARPA: SolarEagle, Aurora Flight Sciences: Odisej, BAE Sustavi: PHASA-35, Kineska akademija za zrakoplovnu aerodinamiku (CAAA): Caihong (Rainbow) T-4, Facebook / Ascenta: Aquila, Airbus: Zephyr-S su neki od ostalih bespilotnih letjelica na solarni pogon koje su dizajnirane i razvijene u posljednjih nekoliko godina.
Uvidjevši rješenja i svjedočeći da se sve više i više tvrtki pridružuje, teško je ne predvidjeti sjajne izglede koji su pred UAV-ima na solarni pogon. U svijetu se aktivno ulažu napori na razvoju ove tehnologije koja će se primijeniti na zrakoplove, prije svega zato što može obavljati zadatke na ekološki prihvatljiv način po nižoj cijeni. Zahvaljujući pomoći u raznim vojnim operacijama, prikupljanju podataka i isporuci bespilotnim letjelicama za pomoć u katastrofama i komercijalnim trgovcima, bespilotne letjelice na solarni pogon učinile su to znatno učinkovitijim i ekonomičnijim za obavljanje stvari. Nećemo pogriješiti ako nazovemo UAV-e na solarni pogon i sljedeću veliku stvar!