am
en

Ինչու՞ մենք ամեն օր չենք տեսնում արևային համակարգով աշխատող մեքենաներ

29.10.2024

Արևային մեքենաներ կան. նրանց տեսնելու լավագույն վայրը World Solar Challenge մրցավազքն է, որն անցկացվում է երկու տարին մեկ Ավստրալիայում: Մասնակիցները պետք է ճանապարհորդեն մոտ 1870 մղոն (3000 կիլոմետր) երկրի հյուսիսային ափին գտնվող Դարվինից մինչև հարավային ափին գտնվող Ադելաիդա՝ օգտագործելով միայն արևային էներգիա: Այս մրցավազքի մեքենաներից շատերն ավելի շատ նման են զվարճանքի այգու զբոսանքներին կամ գիտաֆանտաստիկ տրանսպորտային միջոցներին, քան այն մեքենաներին, որոնք դուք տեսնում եք ճանապարհին: Սա ձեզ ցույց է տալիս, թե ինչու արևային մեքենաները ամեն օր վարելու տարբերակ չեն, համենայնդեպս մինչև այս պահը։

Թեև Երկիրն օրվա ընթացքում ստանում է շատ արևի լույս, լույսը ցրվում է մթնոլորտի միջով անցնելիս, ուստի այն քանակությունը, որը հասնում է ցանկացած մակերեսին համեմատաբար քչանում է: Տարբեր սեզոնների ազդեցությունը վերացնելու համար միջինը մեկ ամբողջ տարվա ընթացքում, դա մոտավորապես 342 Վտ է մեկ քառակուսի մետրի համար, տարածքը համարժեք է մոտ 10 քառակուսի ոտնաչափին: Սա մոտավորապես բավարար է ստանդարտ սառնարան աշխատելու համար:

Մեքենաների չափսերը շատ տարբեր են, բայց ԱՄՆ-ում միջին չափսի մեքենան ունի մոտ 18 ոտնաչափ երկարություն և 6 ֆուտ լայնություն, ուստի այն ունի մոտ 100 –110 քառակուսի ոտնաչափ (9 –10 քառակուսի մետր) հորիզոնական մակերես: Սա կհավաքի մոտավորապես 3420 Վտ, ինչը բավական է սառնարանը, աման լվացող մեքենան և միկրոալիքային վառարանը գործարկելու համար: Խոշոր արևային ֆերմաները, որոնք էլեկտրաէներգիա են ուղարկում քաղաքներ և բնակավայրեր, փոխհատուցվում են այն փաստով, որ արևի լույսը տարածվում է մեծ տարածքի վրա, որտեղ տեղադրված են հազարավոր արևային վահանակներ: Ոմանք, հիմնականում անապատային տարածքներում, օգտագործում են հայելային դաշտերը՝ կենտրոնացնելու արևի էներգիան։ Բայց ստանդարտ մեքենան չունի բավականաչափ մակերես արևային էներգիա հավաքելու համար:

Մեկ այլ խնդիրն էլ այն է, որ արևային վահանակների արդյունավետությունը կազմում է 20 տոկոս արևի լույսը էլեկտրականության վերածելու համար, ինչը նշանակում է, որ նրանք փոխակերպում են իրենց հասնող արևային էներգիայի մոտ մեկ հինգերորդը էլեկտրական հոսանքի: Սա նշանակում է, որ 3420 Վտ արևային էներգիան, որն ընկնում է արևային վահանակներով պատված միջին մեքենայի վրա, կբերի ընդամենը ~ 684 Վտ, որը մեքենան կարող է օգտագործել: Համեմատության համար, էլեկտրական մեքենայի համար պահանջվում է մոտ 20000 Վտ, որպեսզի շարժվի 60 մղոն (ժամում 100 կիլոմետր) մեկ ժամում արագությամբ: Տրանսպորտային միջոցները, որոնք մրցում են World Solar Challenge-ում մեծ են և ունեն դիզայն, որոնք առավելագույնի են հասցնում իրենց հորիզոնական մակերեսը: Սա օգնում է նրանց հնարավորինս շատ արևի լույս հավաքել: Որպես հայեցակարգային մեքենա, դա լավ է, բայց մոդելների մեծամասնությունը չունի շատ պատուհաններ կամ տարածք, բացի վարորդից:

Մյուս խնդիրն այն է, որ աշխարհագրական դիրքը, ցերեկային ժամերը և եղանակային պայմանները ազդում են արտադրվող արևային էներգիայի քանակի վրա: Երկիրը թեքված է իր առանցքի շուրջ, ուստի ոչ բոլոր տարածքներն են ստանում նույն քանակությամբ արևի լույս ցանկացած պահի: Երբ հյուսիսային կիսագունդը թեքվում է դեպի Արևը, երկրագնդի գագաթը ստանում է ավելի շատ արևի լույս և վայելում է գարունն ու ամառը, մինչդեռ հարավային կիսագունդն ավելի ցուրտ է և մութ:

Արևային մեքենաները նույնպես դժվարություններ կունենան ամպամած կամ անձրևոտ օրերին բավարար արևի լույս հավաքելու համար: Նույնիսկ հսկայական արևային ֆերմաներով խոշոր կոմունալ ձեռնարկությունները պլանավորում են  այն ժամանակահատվածները, երբ Արևը չի փայլում:

Իսկ վարորդներին իրենց մեքենաներն անհրաժեշտ են նաև գիշերային ժամերին աշխատելու համար: Որպեսզի արևային մեքենան աշխատի մութն ընկնելուց հետո, այն պետք է օգտագործի լրացուցիչ էներգիա, որը հավաքում է օրվա ընթացքում և կուտակում մարտկոցում: Արևային վահանակները և մարտկոցները կշիռ են ավելացնում մեքենային, իսկ ավելի ծանր մեքենաները աշխատելու համար ավելի շատ էներգիա են պահանջում:

Հետազոտողները աշխատում են ստեղծելու արևային մեքենաներ, որոնք ավելի հարմար են ամենօրյա օգտագործման համար: Որպեսզի դա տեղի ունենա, դիզայներները պետք է արևային վահանակներն ավելի արդյունավետ դարձնեն արևի լույսը էներգիայի վերածելու համար և մշակեն մեքենաների համար ավելի հարմար վահանակներ։

Այս պահին արևային մեքենային ամենամոտ տարբերակը էլեկտրական մեքենան է, որը լիցքավորվում է տանը կամ լիցքավորման կայանում։ Կախված նրանից, թե ինչպես է արտադրվում էլեկտրաէներգիան, այդ մեքենաների մեջ մտնող էներգիայի մի մասը հավանաբար գալիս է արևային վահանակներից, հողմային տուրբիններից, հիդրոէլեկտրական ամբարտակներից կամ այլ վերականգնվող աղբյուրներից: Եվ այդ մասնաբաժինը կաճի, քանի որ պետությունները կաշխատեն անցնել մաքուր էներգիային առաջիկա մի քանի տասնամյակների ընթացքում: