Солнечные автомобильные гонки

Гонки на солнечных автомобилях — это соревновательные гонки на электромобилях , которые питаются солнечной энергией, получаемой от солнечных батарей на поверхности автомобиля ( солнечных автомобилей ). Первой гонкой на солнечных автомобилях стала Тур де Соль в 1985 году, после чего было проведено несколько подобных гонок в Европе, США и Австралии. Университеты часто решают такие задачи для развития инженерных и технологических навыков своих студентов, но многие бизнес-корпорации в прошлом в конкурсах участвовали . Небольшое количество школьных команд участвуют в гонках на солнечных автомобилях, предназначенных исключительно для старшеклассников.

Дистанционные гонки

Двумя наиболее известными гонками на длинные дистанции (по суше) на солнечных автомобилях являются World Solar Challenge и American Solar Challenge . В них соревнуются различные университетские и корпоративные команды. Корпоративные команды участвуют в гонках, чтобы передать своим командам дизайнеров опыт работы как с альтернативными источниками энергии, так и с современными материалами. Университетские команды участвуют, чтобы дать своим студентам опыт проектирования высокотехнологичных автомобилей и работы с экологическими и передовыми технологиями материалов. Эти забеги часто спонсируются правительством или образовательными учреждениями. и такие компании, как Toyota стремится продвигать возобновляемые источники энергии.

Поддерживать

Автомобили требуют интенсивной поддержки групп, сопоставимых по размеру с профессиональными гоночными командами. Особенно это касается World Solar Challenge, где участки гонки проходят через очень отдаленную страну. Солнечная машина будет путешествовать в сопровождении небольшого каравана машин поддержки. В гонках на длинные дистанции каждому солнечному автомобилю будет предшествовать ведущий автомобиль, который сможет выявить проблемы или препятствия перед гоночным автомобилем. За солнечной машиной будет располагаться машина управления полетами, с помощью которой контролируется темп гонки. Здесь тактические решения принимаются на основе информации от солнечной машины и экологической информации о погоде и местности. За центром управления миссией может стоять одна или несколько других машин с запасными водителями и обслуживающим персоналом, а также припасами и туристическим снаряжением для всей команды.

Мировой солнечный вызов

Основная статья: Мировой солнечный вызов

В этой гонке принимают участие участники со всего мира, которые стремятся пересечь австралийский континент . В октябре 2017 года была проведена 30-я юбилейная гонка World Solar Challenge. В июне 2006 года были внесены существенные изменения в правила этой гонки, направленные на повышение безопасности и создание нового поколения автомобилей на солнечных батареях, которые с небольшими модификациями могли бы стать основой для практического использования энергии. предложение об устойчивом транспорте и предназначено для замедления автомобилей в главном событии, которые в предыдущие годы могли легко превысить ограничение скорости (110 км/ч).

В 2013 году организаторы мероприятия представили класс Cruiser на конкурсе World Solar Challenge, призванном побудить участников разработать «практичный» автомобиль на солнечной энергии. Эта гонка требует, чтобы транспортные средства имели четыре колеса и вертикальные сиденья для пассажиров, и оцениваются по ряду факторов, включая время, полезную нагрузку, пассажиро-миль и использование внешней энергии. Голландская команда TU Eindhoven, участвующая в гонках на солнечных батареях, стала первым победителем в классе Cruiser на своем автомобиле Stella .

Американский солнечный вызов

Основная статья: Американский солнечный вызов

В соревновании American Solar Challenge, ранее известном как «North American Solar Challenge» и «Sunrayce», в основном принимают участие университетские команды, участвующие в гонках на определенные интервалы времени в Соединенных Штатах и ​​Канаде. Ежегодная гонка Гран-при Formula Sun используется в качестве квалификационного турнира для ASC.

American Solar Challenge частично спонсировался несколькими мелкими спонсорами. Однако ближе к концу 2005 года финансирование было сокращено, а NASC 2007 был отменен. Североамериканское сообщество гонщиков на солнечной энергии работало над поиском решения, привлекая Toyota в качестве основного спонсора гонки 2008 года. С тех пор Toyota отказалась от спонсорства. Последний Североамериканский солнечный конкурс проводился в 2016 году от Брексвилля, штат Огайо, до Хот-Спрингс, Южная Дакота. Гонку выиграл Мичиганский университет . Мичиган выигрывал гонку последние 6 раз, когда она проводилась.

Вызов солнечной машины (старшая школа)

Основная статья: Испытание солнечных автомобилей

Solar Car Challenge — это ежегодное мероприятие, которое способствует образованию и инновациям в области возобновляемых источников энергии, привлекая старшеклассников к проектированию, проектированию и гонкам транспортных средств на солнечных батареях. Основана в 1989 году Доктор Леман Маркс, эта задача превратилась в ведущую образовательную программу, сочетающую в себе принципы науки, технологии, инженерии и математики (STEM) с практическим опытом. Участникам предстоит построить и участвовать в гонках на солнечных автомобилях, что позволит им применить теоретические знания для решения практических задач, одновременно продвигая устойчивые технологии и командную работу.

Соревнования Solar Car Challenge, проводимые в течение нескольких дней, обычно включают в себя гонки по пересеченной местности или трековые соревнования, в зависимости от года. Мероприятие собирает команды со всех концов Соединенных Штатов, а иногда и международных участников, что способствует развитию духа дружеского соревнования и сотрудничества. Помимо самой гонки, Solar Car Challenge предоставляет обширные образовательные ресурсы, семинары и наставничество, чтобы помочь студентам добиться успеха. Этот конкурс не только подчеркивает потенциал солнечной энергии, но и вдохновляет следующее поколение инженеров, ученых и граждан, заботящихся об окружающей среде.

Южноафриканский солнечный вызов

Основная статья: Южноафриканский солнечный вызов

South African Solar Challenge — это двухнедельная гонка на автомобилях на солнечных батареях, которая проводится раз в два года и проходит по всей Южной Африке. Первый вызов 2008 года доказал, что это мероприятие может привлечь интерес публики и имеет необходимую международную поддержку со стороны FIA. В конце сентября все участники вылетят из Претории и направятся в Кейптаун, затем поедут вдоль побережья в Дурбан, а затем поднимутся на откос и вернутся к финишу в Претории 11 дней спустя. Мероприятие (как в 2008, так и в 2010 году) было одобрено Международной федерацией солнечных автомобилей (ISF), Международной автомобильной федерацией (FIA), Всемирным фондом дикой природы (WWF), что сделало его первой солнечной гонкой, получившей одобрение от этих трех организаций. Последняя гонка состоялась в 2016 году. Компания Sasol подтвердила свою поддержку South Africa Solar Challenge, получив права на название мероприятия, так что на время их спонсорства мероприятие называлось Sasol Solar Challenge, Южная Африка.

Солнечная гонка в Атакаме

Carrera Solar Atacama — первая в своем роде гонка на автомобилях, работающих на солнечной энергии, в Латинской Америке; Гонка охватывает 2600 км (1600 миль) от Сантьяго до Арики на севере Чили. Основательница гонки, La Ruta Solar, утверждает, что это самая экстремальная из автомобильных гонок из-за высокого уровня солнечной радиации, до 8,5 кВтч/м. ² /день, встречающиеся при пересечении пустыни Атакама, а также бросающие вызов командам-участницам подняться на высоту 3500 м (11 500 футов) над уровнем моря. После гонки 2018 года La Ruta Solar организовала следующую гонку в 2020 году, но она так и не состоялась. В конце 2019 года у организации возникли проблемы с финансированием, и она решила отменить гонку. Через несколько месяцев они объявили о банкротстве.

Другие расы

• [ESVC] Чемпионат электромобилей на солнечных батареях , Индия , мероприятие для юниоров, инженеров и соревнование по солнечной энергии на 3000 км для всей Индии.
• Формула-G — ежегодная гонка на треке в Турции .
• Bharat Solar Challenge — ежегодная гонка на треке в Индии.
• Сузука , ежегодная гонка на треке в Японии .
• World Green Challenge (World Solarcar Rallye / World Solar Bicycle Race), ежегодная гонка на треке в Японии .
• Фаэтон [1] — часть Культурной олимпиады в Греции перед Олимпийскими играми 2004 года .
• Всемирное солнечное ралли в Тайване .

Солнечные гонки

Гонки на солнечной энергии — еще одна форма гонок на солнечной энергии. В отличие от гонок на солнечных батареях на длинные дистанции, солнечные драгстеры не используют никаких батарей или предварительно заряженных устройств хранения энергии . Гонщики соревнуются на прямой дистанции в четверть километра. В настоящее время солнечные гонки проводятся каждый год в субботу, ближайшую к летнему солнцестоянию, в Уэнатчи, штат Вашингтон, США. Мировой рекорд в этом соревновании — 29,5 секунды, установленный командой средней школы Саут-Уидби 23 июня 2007 года.

Модельные и образовательные солнечные забеги

Технология солнечных транспортных средств может применяться в небольших масштабах, что делает ее идеальной для образовательных целей в области STEM . Некоторые события:

Модель солнечного автомобиля Challenge Victoria

Victorian Model Solar Vehicle Challenge — это инженерное соревнование, проводимое учащимися по всей Виктории с 1 по 12 классы. Учащиеся проектируют и конструируют собственное транспортное средство, будь то автомобиль или лодка. В настоящее время это мероприятие проводится в ScienceWorks ( Мельбурн ) каждый год в октябре. Первое мероприятие состоялось в 1986 году. Цель конкурса — предоставить студентам опыт работы в STEM и понять, чего можно достичь с помощью возобновляемых технологий .

Юниорский солнечный спринт

Программа Junior Solar Sprint была создана в 1980-х годах Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) для обучения детей младшего возраста важности и проблемам использования возобновляемых источников энергии . Проект также учит студентов тому, как инженерный процесс применяется и как солнечные панели , трансмиссия и аэродинамика могут использоваться на практике.

Рекорды скорости

Международная автомобильная федерация (FIA)

FIA . признает рекорд наземной скорости для автомобилей, работающих только на солнечных батареях Текущий рекорд был установлен командой Solar Team Twente из Университета Твенте на автомобиле SolUTra. Рекорд 37,757 км/ч был установлен в 2005 году. Рекорд установлен на дистанции 1000 м и представляет собой среднюю скорость двух забегов в противоположных направлениях.

В июле 2014 года группа австралийских студентов из UNSW Sunswift гоночной команды в Университете Нового Южного Уэльса побила мировой рекорд на своем солнечном автомобиле, став самым быстрым электромобилем весом менее 500 кг (1100 фунтов) и способным проехать 500 километров (310 миль) на одном заряде аккумулятора. Этот конкретный рекорд контролировался Конфедерацией австралийского автоспорта от имени FIA и касается не только автомобилей с солнечной батареей, но и любого электромобиля, поэтому во время попытки солнечные панели были отключены от электрических систем. Предыдущий рекорд в 73 километра в час (45 миль в час), установленный в 1988 году, был побит командой со средней скоростью 107 километров в час (66 миль в час) на дистанции 500 километров (310 миль).

Мировой рекорд Гиннесса

Sunswift IV и машина управления во время попыток установления рекорда скорости на HMAS Albatross .

Книга рекордов Гиннеса признает рекорд наземной скорости для транспортных средств, работающих только на солнечных батареях. Этот рекорд на данный момент принадлежит Университету Нового Южного Уэльса с автомобилем Sunswift IV . Его 25-килограммовая (55 фунтов) батарея была снята, поэтому автомобиль питался только от солнечных батарей. Рекорд в 88,8 километров в час (55,2 миль в час) был установлен 7 января 2011 года на военно-морской авиабазе HMAS Albatross в Навре , побив рекорд, ранее принадлежавший General Motors автомобилю Sunraycer, в 78,3 километра в час (48,7 миль в час). Рекорд устанавливается на дистанции 500 метров (1600 футов) и представляет собой среднее значение двух забегов в противоположных направлениях.

Разные записи

Австралийский трансконтинентальный рекорд скорости (от Перта до Сиднея)

Трансконтинентальный рекорд Перт-Сидней имел определенную привлекательность в гонках на солнечных автомобилях. Ганс Толструп (основатель World Solar Challenge) впервые совершил это путешествие в «Тихом достижении» менее чем за 20 дней в 1983 году. Этот автомобиль находится в коллекции Национального музея Австралии в Канберре .

Рекорд был побит Диком Смитом и Ассоциацией солнечных транспортных средств Aurora, участвовавшими в гонках Aurora Q1.

Текущий рекорд был установлен в 2007 году командой UNSW Solar Racing Team на автомобиле Sunswift III mk2.

Дизайн автомобиля

Солнечные автомобили сочетают в себе технологии, используемые в аэрокосмической , велосипедной , альтернативной энергетике и автомобильной промышленности. В отличие от большинства гоночных автомобилей, автомобили на солнечных батареях разработаны с учетом жестких ограничений по энергопотреблению, налагаемых правилами гонок. Эти правила ограничивают используемую энергию только той, которая собирается из солнечного излучения , хотя начиная с полностью заряженного аккумуляторного блока. Некоторые классы транспортных средств также допускают использование силы человека. В результате оптимизация конструкции с учетом аэродинамического сопротивления, веса транспортного средства, сопротивления качению и электрического КПД имеет первостепенное значение.

Обычная конструкция современных успешных автомобилей представляет собой небольшой фонарь в середине изогнутого крыла, полностью покрытого ячейками, с тремя колесами. Раньше более удачным был стиль «таракан» с плавным заходом в панель носового обтекателя. На более низких скоростях и с менее мощными массивами жизнеспособны и их легче построить, например, покрытие доступных поверхностей существующих электромобилей солнечными элементами или крепление над ними солнечных навесов.

Гоночные автомобили направляются к финишу в North American Solar Challenge 2005 года.

Электрическая система

Электрическая система контролирует всю мощность, входящую и выходящую из системы. Аккумуляторная батарея накапливает избыточную солнечную энергию, вырабатываемую, когда автомобиль стоит, медленно движется или спускается с горы. В автомобилях с солнечной батареей используется целый ряд аккумуляторов, включая свинцово-кислотные аккумуляторы , никель-металлогидридные аккумуляторы ( NiMH ), никель-кадмиевые аккумуляторы ( NiCd ), литий-ионные аккумуляторы и литий-полимерные аккумуляторы .

Силовая электроника может использоваться для оптимизации электрической системы. Устройство отслеживания максимальной мощности настраивает рабочую точку солнечной батареи на напряжение, которое обеспечивает наибольшую мощность для данных условий, например, температуры. Менеджер батареи защищает батареи от перезарядки. Контроллер двигателя управляет желаемой мощностью двигателя. Многие контроллеры допускают рекуперативное торможение, т. е. энергия возвращается в аккумулятор во время замедления.

Некоторые автомобили с солнечными батареями имеют сложные системы сбора данных, которые контролируют всю электрическую систему, в то время как базовые автомобили показывают напряжение аккумулятора и ток двигателя. Чтобы оценить доступный запас хода при изменении производства солнечной энергии и потребления энергии, счетчик ампер-часов умножает ток и скорость аккумулятора, тем самым обеспечивая оставшийся запас хода автомобиля в каждый момент времени в данных условиях.

Использовались самые разные типы двигателей. КПД самых эффективных двигателей превышает 98%. Это бесщеточные трехфазные колесные двигатели постоянного тока с электронной коммутацией, с матрицей Хальбаха для магнитов неодим-железо-бор и литценовой проволокой для обмоток. Более дешевыми альтернативами являются асинхронные двигатели переменного тока или коллекторные двигатели постоянного тока.

Испытательное шасси на полигоне Форда в 1992 году.

Механические системы

Механические системы спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму трение и вес, сохраняя при этом прочность и жесткость. Конструкторы обычно используют алюминий, титан и композиты, чтобы создать конструкцию, отвечающую требованиям прочности и жесткости, но при этом достаточно легкую. Сталь используется для изготовления некоторых деталей подвески многих автомобилей.

Солнечные автомобили обычно имеют три колеса, но у некоторых их четыре. Трехколесные автомобили обычно имеют два передних колеса и одно заднее: передние колеса управляют, а задние следуют за ним. Четырехколесные транспортные средства устроены как обычные автомобили или аналогично трехколесным транспортным средствам: два задних колеса расположены близко друг к другу.

Солнечные автомобили имеют широкий спектр подвесок из-за разных кузовов и шасси. Наиболее распространенной передней подвеской является подвеска на двойных поперечных рычагах . Задняя подвеска часто представляет собой подвеску на продольных рычагах, как на мотоциклах.

Солнечные автомобили должны соответствовать строгим стандартам в отношении тормозов. Дисковые тормоза используются чаще всего из-за их хорошей тормозной способности и возможности регулировки. Широко используются механические и гидравлические тормоза. Тормозные колодки или колодки обычно предназначены для втягивания, чтобы минимизировать сопротивление тормозов на ведущих автомобилях.

Системы рулевого управления для автомобилей на солнечных батареях также различаются. Основными факторами проектирования систем рулевого управления являются эффективность, надежность и точность регулировки, позволяющие минимизировать износ шин и потери мощности. Популярность гонок на солнечных автомобилях привела к тому, что некоторые производители шин разработали шины для автомобилей, работающих на солнечной энергии. Это повысило общую безопасность и производительность.

Все ведущие команды теперь используют колесные моторы , отказавшись от ременного или цепного привода.

Тестирование необходимо для демонстрации надежности автомобиля перед гонкой. Легко потратить сто тысяч долларов, чтобы получить двухчасовое преимущество, и так же легко потерять два часа из-за проблем с надежностью.

Солнечная батарея

Солнечная батарея состоит из сотен (или тысяч) фотоэлектрических солнечных элементов, преобразующих солнечный свет в электричество. Автомобили могут использовать различные технологии солнечных батарей; чаще всего поликристаллический кремний, монокристаллический кремний или арсенид галлия. Ячейки соединены вместе в струны, а струны часто соединяются вместе, образуя панель. Панели обычно имеют напряжение, близкое к номинальному напряжению батареи. Основная цель — получить как можно большую площадь ячейки на как можно меньшем пространстве. Дизайнеры герметизируют ячейки, чтобы защитить их от непогоды и поломок.

Проектирование солнечной батареи — это больше, чем просто соединение множества элементов вместе. Солнечная батарея действует как множество очень маленьких батарей, соединенных последовательно. Общее вырабатываемое напряжение представляет собой сумму напряжений всех ячеек. Проблема в том, что если одна ячейка находится в тени, она действует как диод , блокируя ток для всей цепочки ячеек. Чтобы избежать этого, проектировщики массивов используют байпасные диоды параллельно с меньшими сегментами цепочки ячеек, пропуская ток вокруг нефункционирующих ячеек. Еще одно соображение заключается в том, что сама батарея может пропускать ток обратно через массив, если на конце каждой панели не установлены блокирующие диоды.

Мощность, вырабатываемая солнечной батареей, зависит от погодных условий, положения солнца и мощности батареи. В полдень в яркий день хорошая батарея может производить более 2 киловатт (2,6 л.с.). 6 м ² массив из 20% ячеек будет производить примерно 6 кВт·ч (22 кДж) энергии в течение обычного дня на WSC.

В некоторых автомобилях используются отдельно стоящие или встроенные паруса для использования энергии ветра. Гонки, включая WSC и ASC , считают энергию ветра солнечной энергией, поэтому правила их гонок допускают такую ​​практику.

Аэродинамика

Аэродинамическое сопротивление — основной источник потерь гоночного автомобиля, работающего на солнечной энергии. Аэродинамическое сопротивление транспортного средства является произведением площади лобовой части и ее C _d . У большинства солнечных автомобилей площадь лобовой части составляет от 0,75 до 1,3 м. ² . Хотя C _d сообщалось, что составляет всего 0,10, более типичным является значение 0,13. Это требует большого внимания к деталям.

Масса

Масса автомобиля также является важным фактором. Легкий автомобиль создает меньшее сопротивление качению , и ему потребуются более легкие тормоза и другие компоненты подвески меньшего размера . Это порочный круг при проектировании легких транспортных средств.

Сопротивление качению

Сопротивление качению можно свести к минимуму, используя правильные шины, накачанные до нужного давления, правильно выровненные и сводя к минимуму вес автомобиля.

Уравнение производительности

Конструкция автомобиля на солнечных батареях определяется следующим уравнением работы:

$\eta \left\{\eta _{b}E+{\frac {Px}{v}}\right\}=\left\{WC_{rr1}+NC_{rr2}v+{\frac {1}{2}}\rho C_{d}Av^{2}\right\}x+Wh+{\frac {N_{a}Wv^{2}}{2g}}$

которое можно с пользой упростить до уравнения производительности

$\eta \left\{\eta _{b}Ev/x+P\right\}=\left\{WC_{rr1}v+{\frac {1}{2}}\rho C_{d}Av^{3}\right\}$

для гонок на длинные дистанции и значения, наблюдаемые на практике.

Вкратце, левая часть представляет собой энергию, поступающую в автомобиль (батареи и мощность солнца), а правая часть — это энергию, необходимую для движения автомобиля по гоночному маршруту (преодоление сопротивления качению, аэродинамическое сопротивление, подъем в гору). и ускоряется). Все в этом уравнении можно оценить, кроме v . Параметры включают в себя:

Компьютерное моделирование конструкции кузова солнечного автомобиля.

Символ	Описание	Форд Австралия	Аврора	Аврора	Аврора
	Год	1987	1993	1999	2007
или	КПД двигателя, контроллера и трансмиссии (десятичный)	0.82	0.80	0.97	0.97
б ​	КПД батареи в ватт-часах (десятичный)	0.82	0.92	0.82	1,00 (ЛиПоли)
И	Энергия, доступная в батареях (джоули)	1.2e7	1.8e7	1.8e7	1.8e7
П	Расчетная средняя мощность от массива (1) (Вт)	918	902	1050	972
х	Дистанция маршрута гонки (метры)	3e6	3.007e6	3.007e6	3.007e6
В	Масса автомобиля, включая полезную нагрузку (ньютоны)	2690	2950	3000	2400
С рр 1	Первый коэффициент сопротивления качению (безразмерный)	0.0060	0.0050	0.0027	0.0027
С рр 2	Второй коэффициент сопротивления качению (ньютон-секунды на метр)	0	0	0	0
Н	Количество колес на автомобиле (целое)	4	3	3	3
р	Плотность воздуха (килограммы на кубический метр)	1.22	1.22	1.22	1.22
С г	Коэффициент сопротивления (безразмерный)	0.26	0.133	0.10	0.10
А	Фронтальная площадь (квадратные метры)	0.70	0.75	0.75	0.76
час	Общая высота, на которую поднимется автомобиль (метры)	0	0	0	0
Н а	Сколько раз автомобиль будет ускоряться за день гонки (целое число)	4	4	4	4
г	Локальное ускорение, обусловленное гравитацией (метры в секунду в квадрате)	9.81	9.81	9.81	9.81
v	Расчетная средняя скорость по маршруту (метры в секунду)	16.8	20.3	27.2	27.1
	Расчетная средняя скорость в км/ч	60.5	73.1	97.9	97.6
	Фактическая скорость гонки км/ч	44.8	70.1	73	85

Примечание 1. Для WSC средняя мощность панели может быть приблизительно равна (7/9)×номинальная мощность.

Решение длинной формы уравнения скорости приводит к большому уравнению (приблизительно 100 членов). Используя уравнение мощности в качестве арбитра, конструкторы транспортных средств могут сравнивать различные конструкции автомобилей и оценивать сравнительные характеристики на заданном маршруте. В сочетании с CAE и системным моделированием уравнение мощности может стать полезным инструментом при проектировании автомобилей на солнечных батареях.

Особенности маршрута гонки

Направленная ориентация маршрута гонок на солнечных автомобилях влияет на видимое положение солнца на небе в течение гоночного дня, что, в свою очередь, влияет на подачу энергии в транспортное средство.

• Например, при трассе гонки с юга на север солнце поднималось над правым плечом гонщика и финишировало над левым (из-за видимого движения солнца с востока на запад).
• При выравнивании гоночного маршрута с востока на запад солнце поднималось позади автомобиля и казалось, что оно движется в направлении движения автомобиля, садясь перед автомобилем.
• Гибридная трасса маршрута включает вместе значительные участки маршрутов юг-север и восток-запад.

Это важно для дизайнеров, которые стремятся максимизировать подачу энергии на панель солнечных элементов (часто называемую «массивом» ячеек), проектируя матрицу так, чтобы она была направлена ​​прямо на солнце как можно дольше в течение дня соревнований. Таким образом, разработчик гоночного автомобиля с юга на север может увеличить общую потребляемую автомобилем энергию, используя солнечные элементы на сторонах автомобиля, где на них падает солнце (или создавая выпуклую решетку, коаксиальную движению автомобиля). Напротив, расположение гонок с востока на запад может снизить выгоду от наличия ячеек на боковой стороне транспортного средства и, таким образом, может способствовать созданию плоского массива.

Поскольку автомобили на солнечных батареях часто изготавливаются специально, и поскольку массивы обычно не перемещаются относительно остальной части транспортного средства (за заметными исключениями), этот компромисс между плоской панелью и выпуклой конструкцией, ориентированной на гоночный маршрут, является одним из наиболее важных. решения, которые должен принять проектировщик солнечных автомобилей.

Например, соревнования Sunrayce USA в 1990 и 1993 годах были выиграны автомобилями со значительно выпуклыми массивами, что соответствует трассе гонок юг-север; однако к 1997 году большинство автомобилей в этом случае имели плоские массивы, соответствующие переходу на маршрут с востока на запад.

Стратегия гонки

Потребление энергии

Оптимизация энергопотребления имеет первостепенное значение в гонках на солнечных автомобилях. Поэтому полезно иметь возможность постоянно контролировать и оптимизировать энергетические параметры автомобиля. Учитывая переменчивые условия, у большинства команд есть программы оптимизации скорости гонки, которые постоянно информируют команду о том, с какой скоростью должен двигаться автомобиль. Некоторые команды используют телеметрию , которая передает данные о характеристиках автомобиля следующей за ним машине поддержки, что может предоставить водителю оптимальную стратегию.

Высота (в метрах) гоночной трассы, пересекающей Скалистые горы от Иллинойса до Калифорнии.

Маршрут гонки

Маршрут гонки сам по себе будет влиять на стратегию, поскольку видимое положение солнца на небе будет меняться в зависимости от различных факторов, специфичных для ориентации транспортного средства (см. «Особенности маршрута гонки» выше).

Кроме того, перепады высот на гоночном маршруте могут существенно изменить количество мощности, необходимое для прохождения маршрута. Например, маршрут North American Solar Challenge 2001 и 2003 годов пересекал Скалистые горы (см. график справа).

Прогноз погоды

Успешная команда гонщиков на солнечных автомобилях должна иметь доступ к надежным прогнозам погоды, чтобы прогнозировать потребляемую транспортным средством мощность от Солнца в течение каждого гоночного дня.

Измеренная мощность антенны для Кристины из Авроры на чемпионате мира по футболу 2008 года.

См. также

• Список команд солнечных автомобилей
• Гонка за солнцем
• Южноафриканский солнечный вызов
• Этажная башня
• Конкурс солнечных автомобилей школы Ханта-Уинстона
• The Quiet Achiever — первый в мире гоночный автомобиль на солнечной энергии.
• Американский солнечный вызов

Внешние ссылки

• Howstuffworks.com: Как работают автомобили на солнечных батареях
• Сайт Солнечного Декатлона .
  • Министерство энергетики объявило, что третье соревнование по солнечному десятиборью пройдёт с 12 по 20 октября 2007 года в Вашингтоне, округ Колумбия.
• Солнечные автомобили на сайте изобретателей.about.com
• Веб-сайт World Solar Challenge
• Американский солнечный вызов
• Международный солнечный автомобиль от А до Я
• Солнечная задача Dell-Winston
• Южноафриканский солнечный вызов
• Солнечная гонка в Атакаме
• https://web.archive.org/web/20080517201319/http://web.ew.usna.edu/~bruninga/APRS-SPHEV.html
• Национальный музей Австралии Автомобиль BP Solar Trek The Quiet Achiever
• Новости солнечных гонок