italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
Russian
https://theconversation.com/why-arent-there-solar-powered-cars-225995
- |
Любопытные дети сериал для детей всех возрастов.Если у вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта, отправьте его по адресу любопытныйkidsus@theconversation.com.
Почему не существует автомобилей на солнечных батареях?– Эмма, 16 лет, Спрингвилл, Юта.
Солнечные автомобили существуют.Лучшее место, где их можно увидеть, — это Мировой солнечный вызов, гонка, которая проводится каждые два года в Австралии.Участникам предстоит проехать около 1870 миль (3000 километров) от Дарвина на северном побережье страны до Аделаиды на южном побережье, используя только энергию Солнца.
Многие автомобили, участвующие в этой гонке, больше похожи на аттракционы в парках развлечений или на транспортные средства из научной фантастики, чем на машины, которые вы видите на дороге.Это кое-что говорит о том, почему автомобили на солнечных батареях не подходят для ежедневных путешествий, по крайней мере, пока.
Собираем достаточно солнечного света
Хотя в течение дня на Землю падает много солнечного света, свет становится рассеянным когда он проходит через атмосферу, поэтому количество, попадающее на любую поверхность, довольно невелико.Усреднено за весь год, чтобы исключить влияние разных сезонов, это примерно 342 Вт на квадратный метр, площадь, эквивалентная примерно 10 квадратным футам.Этой мощности примерно достаточно для работы. стандартный холодильник.
Размеры автомобилей сильно различаются, но полноразмерный автомобиль в СШАявляется около 18 футов в длину и 6 футов в ширину, поэтому его горизонтальная поверхность составляет от 100 до 110 квадратных футов (от 9 до 10 квадратных метров).Это позволит собрать примерно 3420 Вт — достаточно для работы. холодильник, посудомоечная машина и микроволновая печь.
Крупные солнечные фермы, которые поставляют электроэнергию в города и поселки, компенсируют тот факт, что солнечный свет распространяется по такой большой площади, миллионы солнечных панелей на тысячах акров.Некоторые, главным образом в пустынных районах, используют зеркальные поля для сконцентрировать энергию Солнца.Но у стандартного автомобиля недостаточно площади, чтобы собрать много солнечной энергии.
Превращение солнечного света в энергию
Другая проблема заключается в том, что современные солнечные панели не очень эффективны для преобразования солнечного света в электричество.Обычно их эффективность составляет около 20%, Это означает, что они преобразуют около одной пятой солнечной энергии, которая достигает их, в электрический ток.
Это означает, что 3420 Вт солнечной энергии, падающие на средний автомобиль, оснащенный солнечными панелями, дадут лишь около 684 Вт, которые автомобиль сможет использовать.Для сравнения, это потребляет около 20 000 Вт для электромобиля двигаться со скоростью 60 миль в час (100 километров в час).
Транспортные средства, участвующие в World Solar Challenge, как правило, имеют большие размеры и имеют конструкцию, позволяющую максимально увеличить площадь горизонтальной поверхности.Это помогает им собирать как можно больше солнечного света.Для концептуального автомобиля это нормально, но у большинства моделей не так много окон или места для кого-либо, кроме водителя.
Когда Солнце не светит
Еще одна проблема заключается в том, что географическое положение, продолжительность светового дня и погодные условия влияют на количество вырабатываемой солнечной энергии.
Земля наклонен вокруг своей оси, поэтому не все области получают одинаковое количество солнечного света в любой момент времени.Когда Северное полушарие наклоняется к Солнцу, верхняя часть земного шара получает больше солнечного света и наблюдает весну и лето, в то время как Южное полушарие холоднее и темнее.Когда южная половина планеты наклоняется к Солнцу, области на южной половине Земли получают больше Солнца и верхняя половина получает меньше.
Области вблизи экватора получают постоянный солнечный свет круглый год, поэтому зоны ближе к нему, такие как Южная Калифорния или пустыня Сахара, имеют более интенсивная солнечная энергия чем места ближе к полюсам Земли, такие как Аляска.
Солнечным автомобилям также будет сложно собрать достаточно солнечного света в пасмурные или дождливые дни.Даже крупным коммунальным предприятиям с огромными солнечными фермами приходится планировать времена, когда солнце не светит.
А водителям нужно, чтобы их машины работали ночью.Чтобы автомобиль на солнечных батареях мог работать после наступления темноты, ему потребуется использовать дополнительную энергию, которую он собирает в течение дня и сохраняет в аккумуляторе.Солнечные панели и батареи увеличивают вес автомобиля, а более тяжелым автомобилям для работы требуется больше энергии.
Исследователи работают над созданием солнечных автомобилей, которые будут больше подходит для повседневного использования.Чтобы это произошло, дизайнерам придется сделать солнечные панели более эффективными преобразовывать солнечный свет в энергию и разрабатывать солнечные панели, которые больше подходит для автомобилей.Также будет крайне важно сделать солнечные системы для автомобилей более дешевыми, чтобы среднестатистические покупатели могли их себе позволить.
На данный момент наиболее близким вариантом к солнечному автомобилю является электромобиль который заряжается дома или на зарядной станции.В зависимости от того, как генерируется это электричество, часть энергии, поступающей в эти автомобили, вероятно, поступает из солнечные панели, ветряные турбины, плотины гидроэлектростанций или другие возобновляемые источники.И эта доля будет расти по мере того, как государства будут работать над перейти на чистую энергию в течение следующих нескольких десятилетий.Если вы едете или едете на электромобиле, возможно, вы сейчас путешествуете на солнечной энергии.
Здравствуйте, любознательные дети!У вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта?Попросите взрослого отправить ваш вопрос по адресу CuriousKidsUS@theconversation.com.Пожалуйста, сообщите нам свое имя, возраст и город, в котором вы живете.
А поскольку любопытство не имеет возрастных ограничений – взрослые, дайте нам знать, что вам тоже интересно.Мы не сможем ответить на все вопросы, но сделаем все возможное.