Un avion cu o anvergură de 72 de metri - mai mare decât un Boeing 747 - cântărind doar 2,3 tone, Solar Impulse 2 a plecat de la Abu Dhabi pentru a încerca să orbiteze un glob alimentat de soare.

avioanele

Dacă pilotii-antreprenori elvețieni Bertrand Piccard și André Borschberg, care zboară pe rând cu un avion cu un singur loc, își vor atinge obiectivul, acesta va fi un succes remarcabil și o demonstrație a posibilităților energiei solare.

Aeronava solară este o provocare uriașă pentru care proiectarea aeronavei trebuie îmbunătățită subtil prin două cerințe cheie de eficiență și greutate. Aeronava este alimentată de 17.000 de panouri solare montate pe suprafața superioară a aripii, care încarcă baterii litiu-ion pentru a furniza energie la patru motoare electrice care acționează elice de patru metri.

Stabiliți un curs pentru o eficiență maximă

În timp ce bateriile aeronavei vor fi complet încărcate la decolare, este esențial ca panourile solare să poată furniza energia necesară pentru a menține aeronava în aer în orice moment. Acest lucru este complicat, deoarece cantitatea de energie pe care o pot converti panourile depinde de condițiile meteorologice, unghiul soarelui pe cer și, desigur, dacă este zi sau noapte. Deci, în condiții ideale, panourile solare trebuie să genereze exces de energie pentru a alimenta aeronava și să mențină bateriile încărcate, astfel încât aeronava să rămână în aer în condiții mai puțin ideale sau noaptea. Simplu spus: Fără lumina directă a soarelui care furnizează energie, sistemul trebuie reglat la economii maxime de energie, astfel încât să nu cadă din cer.

Prin urmare, eficiența este crucială pentru a se asigura că aeronava poate ajunge la fiecare joule de energie stocată: componente precum motoarele electrice din centrul sistemului trebuie să fie extrem de eficiente, astfel încât să nu fie descărcată nicio putere. Acest lucru poate fi realizat prin alegerea designului optim al motorului, care este realizat din cele mai bune materiale. Materialele cheie includ magneți permanenți foarte puternici care permit motorului să genereze cuplul de care trebuie să se întoarcă. De asemenea, oțeluri electrice specializate care formează miezul motorului, care sunt extrem de subțiri și oferă pierderi electrice foarte mici.

Pierderea în greutate a aeronavelor

Acesta este și cazul în care un motor electric greu este cel mai eficient - deci controlul greutății este o problemă reală pentru un astfel de proiect. Fiecare kilogram de greutate adăugat la motor trebuie transportat în aer de către aeronave. Pentru a transporta mai multă greutate, zmeul trebuie să fie mai greu și mai robust, ceea ce înseamnă că, cu cât greutatea totală este mai mare, este nevoie de mai multă energie pentru a deveni baterii mai aerisite, mai solicitante, care cresc greutatea - o spirală de creștere nesustenabilă.

Dar poate funcționa. Poate cel mai impresionant exemplu al acestei tehnologii este avionul solar Zephyr dezvoltat de compania britanică QinetiQ. Alimentat de motoare dezvoltate la Universitatea din Newcastle, în 2010 pilotul Zephyr a doborât recordul pentru cel mai lung zbor al oricărei aeronave și a petrecut două săptămâni în aer.

Avioanele nu sunt doar pentru călătorii

Zephyr nu a fost niciodată conceput pentru a transporta un pilot, ci a acționat în schimb ca un înlocuitor pentru sateliți. Flote de avioane precum acestea ar putea rămâne la 50.000-70.000 de picioare, în afara razei de acțiune a avioanelor comerciale. Aceștia ar putea oferi toate serviciile de comunicații și relee furnizate în prezent de sateliți, dar la o fracțiune din costul construirii unui vehicul adecvat pentru zborul spațial și aducerea acestuia pe orbită.

A fi mai aproape de Pământ - zboară la altitudini de 25 km față de 36.000 km pentru un satelit geostaționar - creează pierderi mai mici în semnalele de comunicație. Aceasta oferă posibilitatea unor comunicații ieftine, extrem de rapide, fără a fi nevoie de antene parabolice și transmițătoare mari, fără a fi nevoie de infrastructură costisitoare, cum ar fi turnuri de telefonie mobilă și cabluri de fibră optică.

Privind această perspectivă, poate cea mai mare slăbiciune a impulsului solar 2 este intenția proiectului de a transporta doi oameni în întreaga lume. Echipajul uman este greu și trebuie să doarmă, să mănânce și să bea. Aceștia sunt factori limitativi, nu tehnologia aeronavelor.

În timp ce eficiența conversiei panourilor solare se îmbunătățește constant și costurile acestora au scăzut în ultimii ani, ideea compensării solare pentru flotele noastre de avioane de transport este probabil o fantezie. Dar perspectiva unor vehicule aeriene autonome, fără pilot, cu o acoperire nelimitată prezintă tot felul de oportunități și posibilități pentru viitor.