ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ - СОЛНЦЕ
Если бы вас, как автора этих строк, пригласили в Германию на ралли солнцемобилей Tour de Ruhr, вам пришлось бы долго петлять по узким улочкам в центре Дортмунда, объезжая пешеходные зоны и стоянки на штрафных площадках. В конце концов вы добрались бы к месту старта, где на брусчатке старой площади под сенью готического собора и вековых вязов идет предстартовая подготовка машин.
Конечно, сначала ваше внимание привлекли бы два белоснежных аппарата с каплевидными кабинами и искрящимися на солнце сине-фиолетовыми панелями. Это гоночные гелиомобили, построенные студентами технических университетов Карлсруэ и Эрлангена. А панели, которыми облицованы горизонтальные плоскости аппаратов, - это полупроводниковые солнечные элементы. Под действием солнечного излучения они вырабатывают электрический ток, питающий электромотор с приводом на одно из колес.
Но почему почти все остальные экипажи "солнечного ралли" выступают на обычных с виду машинах? Здесь Volkswagen Polo, Opel Corsa, Peugeot 106, допотопные Трабанты, двух- и даже одноместные микроавтомобили... Правда, ни у одного нет выхлопных труб - это электромобили. А на кузовах отдельных машин установлены небольшие солнечные модули мощностью 100-200 ватт. Но вырабатываемой ими энергии едва ли хватит на десяток километров дневного пробега...
При чем же здесь энергия солнца?
Современный легкий электромобиль - не рекордно-гоночный, построенный из сверхлегких материалов, а обычный - потребляет 10 кВтч электроэнергии на 100 км пробега, включая потери при зарядке аккумуляторов. Следовательно, в год при пробеге 10000 км ему потребуется 100 кВтч - в средних широтах столько энергии вырабатывает гелиоустановка номинальной мощностью 1-1,2 кВт с солнечными батареями площадью около 10 кв. м. Понятно, что разместить такую гелиоустановку на кузове серийного электромобиля не получится. А вот выделить для солнечных батарей место на южном скате крыши собственного дома можно. И если заряжать батареи электромобиля только от этой стационарной гелиоустановки, то он, фактически, станет солнцемобилем!
Сейчас в Германии, Швейцарии и многих других европейских странах поступают так. Стационарные фотоэлектрические установки снабжают инверторами переменного тока напряжением 230 вольт и направляют вырабатываемую ими в дневные часы электроэнергию в сеть общего пользования. Отсюда ее можно получать для энергообеспечения любых потребителей и, в том числе, для зарядки аккумуляторов электромобилей.
В последнее время гелиоэнергетические установки стали совмещать с электрозарядными колонками и стоянками электромобилей в единый комплекс — "солнцезаправочную станцию". Первые четыре "солнцезаправки" были открыты в 1992 году в Берне (Швейцария), а сегодня их в Германии и Швейцарии насчитываются уже десятки. Покупая электромобиль, владелец одновременно получает карту с адресами и телефонами общедоступных зарядных станций, где можно "заправиться" электроэнергией по цене около 60 пфеннигов за 1 кВтч, расплачиваясь с помощью пластиковой карты. А если хозяин электромобиля имеет собственную гелиоустановку, которая "закачивает" электроэнергию в общую сеть, то при зарядке батарей своего транспортного средства он пользуется льготным тарифом.
Запас хода большинства электромобилей до очередной зарядки аккумуляторов составляет 60-80 км - такой пробег вполне может устроить тех, кто совершает ежедневные поездки по городу. А запас хода наиболее дорогих моделей достигает 150 км.
Кстати, выбрать легковой или грузопассажирский электромобиль, электрофургон или электробус помогает ежегодно обновляемый каталог, который в Дортмунде выпускает общественная экологическая организация ISOR - "Солнечная инициатива Рура". В Германии электромобили стоят от 12 до 100 тысяч марок. Дорого?
В основном, электромобили сейчас покупают "зеленые", озабоченные экологическими проблемами. Кроме того, в Германии в отношении электромобилей осуществляется политика наибольшего благоприятствования - налоги и стоимость обязательного страхования и технических осмотров ниже, а при покупке предусмотрены существенные федеральные дотации.
Но вернемся к ралли солнцемобилей Tour de Ruhr, которое активисты ISOR ежегодно проводят начиная с 1992 года. Конечно, главная цель этого мероприятия - популяризация электро- и солнцемобилей. Чтобы получить допуск к участию в ралли, все "электромобилисты" должны документально подтвердить, что питают аккумуляторы своих машин солнечной энергией. А в ходе четырехдневного пробега по городам Рурской области батареи электромобилей заряжают во время дневных и вечерних стоянок. Каждому экипажу выделяется пронумерованная розетка с персональным счетчиком, и оператор передвижной зарядной станции сопровождения ежедневно фиксирует потребление электроэнергии - это едва ли не главный показатель при итоговом распределении мест.
Но в мире проводятся и гонки "настоящих" гелиомобилей, использующих для движения энергию, полученную исключительно от бортовых солнечных батарей. Самым трудным и наиболее престижным из них считается трансавстралийское ралли World Solar Challenge протяженностью 3000 км. Его маршрут проходит по автостраде Stuart Highway, пересекающей Австралию с севера на юг - от Дарвина до Аделаиды. В этом ралли, которое проводится раз в три года, помимо энтузиастов с гелиомобилями собственной конструкции принимают участие и крупные автомобильные и аэрокосмические корпорации, и университеты и колледжи со всех континентов, которые демонстрируют в Австралии свои последние научные и технологические достижения. А трехлетний перерыв между очередными трансавстралийскими гонками позволяет более отчетливо выявить основные тенденции развития гелиотранспорта.
К участию в ралли допускаются электромобили любой конструкции на колесах, аккумуляторные батареи которых заряжаются только от бортовых солнечных модулей. Причем длина гелиомобиля должна быть не более 6 м, ширина - до 2 м, а максимальная площадь солнечных панелей - не более 8 кв. м для одноместных экипажей. Участники ралли едут по хайвэю с восьми часов утра до пяти часов вечера, останавливаясь на ночлег рядом с дорогой там, где их застанет наступление вечернего регламентного времени - за этим строго следит комиссар, следующий за солнцемобилем в машине сопровождения.
В первом ралли 1987 года победу одержал каплевидный гелиомобиль Sunraycer, построенный на предприятиях концерна General Motors. Sunraycer развил среднюю скорость около 70 км/ч, а многие солнцемобили на спринтерских дистанциях развивали более 120 км/ч.
Второе трансконтинентальное ралли солнцемобилей прошло осенью 1990 года, и на старт вышло уже 36 машин из девяти стран. В этот раз GM от участия воздержался, зато к гонке подключилась Honda с разработанным специально для участия в трансавстралийском пробеге солнцемобилем Dream (Мечта). Но победили не японцы, а швейцарский экипаж гелиомобиля "Дух Биля II", построенного преподавателями и студентами Высшей технической школы города Биль. Причем в значительной степени швейцарцы были обязаны победой новым высокоэффективным солнечным элементам, изготовленным в Центре фотовольтаики Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее под руководством профессора Мартина Грина.
Среди 52 солнцемобилей из 12 стран, стартовавших в третьем трансавстралийском ралли 1993 года, 20 экипажей было из Японии. На этот раз Honda привезла в Австралию абсолютно новую Мечту, официально объявленная стоимость которой составляла 1,5 миллиона долларов, плюс еще один такой же запасной "болид". Однако из разных источников в прессу просочилась совсем другая цифра - судя по всему, Honda затратила на проект Dream 10-15 миллионов долларов! На этот раз удача сопутствовала японцам - Мечта финишировала в Аделаиде через 36 ходовых часов после старта в Дарвине, пройдя 3010 километров со средней скоростью 85 км/ч.
В ходе четвертых трансконтинентальных гонок 1996 года гелиомобили в борьбе за лидерство настолько рьяно обгоняли грузовые автопоезда и нарушали правила дорожного движения в населенных пунктах, что, по сообщениям местной прессы, в одном из городков патруль дорожной полиции в течение часа оштрафовал за превышение скорости машины сопровождения лидеров на 12 тысяч австралийских долларов! Участников гонок корректные полисмены не задерживали, и три призовых места заняли новая двухместная Honda Dream, на скоростных участках разгонявшаяся до 135 км/ч, модернизированный швейцарский гелиомобиль и экипаж Aisel, финансируемый фирмой Toyota. Причем хондовская Мечта, которая прошла трассу за 33,5 ходовых часа со средней скоростью почти 90 км/ч, установила новый рекорд ралли.
Зачем нужны гонки гелиомобилей? Почему на конструирование этих скорлупок на велосипедных колесах тратятся миллионы долларов? Ведь, сколь ни впечатляют достижения этих уникальных аппаратов, в ближайшие годы мы будем встречать их на автодорогах не чаще, чем гоночные машины Формулы-1!
Организатор и идейный вдохновитель ралли World Solar Challenge Ханс Толструп любит подчеркнуть, что гонки солнцемобилей - это brain sport, состязание интеллектов. Чтобы солнцемобиль с максимальной мощностью солнечных панелей всего 1,5-2 кВт смог обгонять автомобили с двигателями на порядок большей мощности, необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы, высокоэффективные системы электропривода, последние достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук. То есть гонки гелиомобилей - это полигон для отработки деталей транспортных средств будущего.
Именно при конструировании солнцемобилей достигнут минимальный пока для наземных экипажей коэффициент аэродинамического сопротивления Сх - всего 0,10-0,12. Например, опыт, накопленный концерном General Motors при разработке рекордного солнцемобиля Sunraycer, был использован при проектировании аэродинамической формы электромобиля Impact, серийное производство которого началось в 1996 году. Impact развивает максимальную скорость 130 км/ч, до скорости 100 км/ч разгоняется за 9 секунд и на обычных свинцово-кислотных аккумуляторах имеет запас хода 100 км.
|