Солнечные батареи для крыш автомобилей

Солнечные батареи для крыш автомобилей

Солнечные батареи для крыш автомобилей

Автомобили на солнечных батареях существуют уже два десятилетия и уже стали реальностью во многих областях современных технологических достижений.

Хотя большинство из нас знает, что это не просто автомобиль с другой крышей, нам еще предстоит пройти долгий путь с точки зрения усилий, необходимых для того, чтобы сделать автомобиль, полностью работающий на солнечной энергии, реальностью.

Несмотря на то, что за последние годы в автомобильной промышленности произошло много событий с точки зрения использования солнечной энергии, стандартные процессы по-прежнему оставляют много места для лучшей альтернативы. Идея использования солнечных батарей на крышах автомобилей потенциально может прозрачная полиимидная пленка использовать; их скрытый потенциал еще предстоит открыть.

Самые ранние разработки и последние разработки в области автомобилей на солнечных батареях

Самая ранняя инновация, связанная с автомобилями на солнечных батареях, относится к 1955 году, когда General Motors представила первый автомобиль на солнечной энергии на своей официальной презентации в Чикаго. Это был прототип длиной 15 дюймов, состоящий из небольшого электродвигателя с фотогальваническими элементами. Эта модель была особенной и, несмотря на свои относительно небольшие размеры, которых могло не хватить даже на то, чтобы покрыть необходимую для водителя площадь, могла приводить в движение шкив с помощью вращающегося вала заднего колеса.

Sion — еще один интересный пример автомобиля на солнечной энергии, также известный как первый коммерчески доступный вариант гибридного электромобиля на солнечной энергии. Автомобиль имеет средний запас хода 250 километров и уникальную способность заряжаться с помощью солнечной энергии. В среднем автомобиль заряжается почти наполовину от одной зарядной станции всего за 30 минут. Многие другие компании, такие как Toyota, Tesla и Hyundai, постоянно работают над созданием полностью функционального и коммерчески доступного автомобиля на солнечной энергии или, возможно, даже его гибридной версии.

Но почему именно у электромобилей нет солнечных батарей на крыше?

Важно знать, что солнечные модули по существу преобразуют тепловую энергию солнца в электрическую энергию. Солнечные панели, несомненно, очень эффективны и могут даже преобразовывать более 70% солнечной энергии в электричество. Однако проблема возникает, когда мы рассматриваем некоторые из наиболее важных ограничений в этом случае.

В первую очередь необходимо понимать, что всю концепцию солнечных батарей на автомобилях сложно реализовать в реальности. Кроме того, идея существует с 1962 года, и было много значительных разработок в области развития технологий, но мы до сих пор не пришли к полноценному решению. Корпус Sion, о котором мы говорили ранее, является одним из лучших примеров электромобиля на солнечной энергии, который все еще находится в стадии разработки и нуждается в доработке с момента его последнего официального анонса.

Теоретические соображения часто предполагают, что солнечная энергия поможет заряжать батареи в панелях, установленных на крыше, уменьшая количество остановок, которые автомобиль должен делать для зарядки. На самом деле современные технологии солнечных батарей имеют недостаточный КПД, который составляет около 20-25%. Это чрезвычайно мало по сравнению с эффективностью, обычно необходимой для солнечных батарей на крышах автомобилей. Кроме того, эта низкая эффективность усугубляет существующие проблемы и затрудняет реализацию идеи на практике.

Почему так сложно воплотить эти приложения в жизнь?

Теперь, когда мы знаем, на что похожа практическая реализация автомобилей на солнечных батареях, нам также нужно понять, почему приложения такие сложные. Есть гораздо больше проблем, чем те, которые только кажутся на поверхности. Мы говорим это, потому что есть несколько причин, по которым даже самые технически продвинутые и способные автомобильные компании еще не смогли достичь этой реальности.

Первая и самая большая проблема заключается в том, как работают солнечные элементы и как они размещаются. Существующие солнечные панели, обычно используемые в коммерческих целях, имеют КПД всего около 30-35%. На самом деле, это намного меньше, чем требуется эффективному солнечному автомобилю в качестве источника энергии. Это связано с тем, что необходимо создать гораздо больше пространства и инноваций для солнечных элементов, особенно когда мы можем использовать другие материалы либо в качестве активных участников, либо в качестве катализатора.

Другой проблемой является коммерческая доступность и стоимость развертывания солнечных панелей. Хорошо известно, что солнечные батареи не совсем дешевы. Однако они даже не невесомы, что является проблемой, потому что добавление солнечных батарей к кузову автомобиля означает, что автомобиль увеличивает вес и стоимость. Из-за этого в области солнечных пленок произошло много значительных разработок, и прозрачная полиимидная пленка является одним из наиболее многообещающих кандидатов. Это гораздо более легкий заменитель, чем другие материалы, которые можно использовать для изготовления солнечных батарей на крышах автомобилей, но все зависит от того, как идея воплотится в реальность.

В тот момент, когда мы принимаем во внимание вес батареи, идея сделать автомобили на солнечных батареях реальностью начинает выглядеть как вызов, который еще предстоит преодолеть. Кроме того, постоянно плохие погодные условия в другом регионе, условия движения и расположение панелей усугубляют проблему и затрудняют выполнение задач. Однако это не означает, что нет способа преодолеть ограничения, поскольку есть еще много возможностей для раскрытия потенциала имеющихся у нас источников.

Однако, поскольку мы говорим о роли прозрачной полиимидной пленки как многообещающего материала для солнечных элементов на крышах автомобилей, эта идея может помочь нам понять, как она может помочь сделать эту область более жизнеспособной для реального мира.

Что такое прозрачная полиимидная пленка, и чем она может помочь?

Прежде чем говорить о прозрачной полиимидной пленке, нам нужно понять, что на самом деле означает полиимид. По сути, это класс полимеров с широким спектром применения. Например, его можно использовать в качестве тонкой пленки для гибкой изоляции кабелей или печатных плат. Они также широко используются в качестве волокон для противопожарной защиты или изоляции. Как правило, они имеют разную текстуру, но прозрачные материалы видны очень четко, поскольку бесцветный материал может означать разные вещи, поскольку разные факторы могут объяснять прозрачность.

По определению эти материалы очень гибкие; они обеспечивают высокую температурную стабильность и превосходную твердость поверхности. Кроме того, они также могут предложить решение проблем, которые мы обсуждали выше в отношении преобразования крыш автомобилей с солнечными панелями.

Как насчет производства?

Обычно существует множество процессов для производства прозрачных полимерных пленок, включая формование раздувом, литье и экструзию расплава. В процессе экструзии пленку обычно формируют через непрерывное отверстие. Типичная процедура включает в себя вращение улитки внутри ненавистной секции ствола, в конечном итоге расплавляя следующие секции и проталкивая их через прорезь с соответствующей текстурой.

Описанный выше метод является одним из методов прямого производства готовых пленочных изделий, который все еще требует второго процесса, который представляет собой моделирование литьем под давлением. Этот конкретный процесс обычно осуществляется с помощью одношнекового экструдера с использованием полимерной смолы, температура которой затем снижается с помощью внешнего потока воздуха, вытягивается в самой зоне машины и, наконец, вытягивается. Кроме того, это помогает получить представление о внутреннем давлении воздуха, необходимом для выравнивания материала при его прохождении через цилиндрический ролик.

Технологии производства, необходимые для производства бесцветных полиимидных пленок, аналогичны тем, которые используются для оптических пленок. Однако единственное отличие состоит в том, что другой материал одновременно обладает своей уникальностью и функциональностью. Это отличие состоит прежде всего в том, что они имеют относительно более высокую температуру плавления и более низкую растворимость, особенно с учетом лабораторных процедур, используемых при производстве этих материалов. Конкретно для процесса литья из растворителя, как упоминалось ранее, подходы можно разделить на машинный и поперечный направления, что также является критическим методом, который может быть применим в случае прозрачной полиимидной пленки.

Почему PV — отличное решение для мобильности?

Глядя на существующие прототипы автомобильных новинок, можно с уверенностью сказать одно. Использование электричества для солнечных элементов со специальными форматами элементов может значительно поддержать следующие процессы разделения с точки зрения используемой технологии благодаря более высокой эффективности. Потому что текущие разработки в области солнечных элементов обеспечивают лучшую эффективность ячеек, которая намного выше средней эффективности, которая раньше составляла около 30%.

Чтобы достичь лучшей и более высокой эффективности в доступной области с помощью средств, которые у нас есть в настоящее время, нам необходимо понять роль прозрачных полиимидных пленок и способы их интеграции со стеклом. Ячейки на крыше автомобиля обычно должны быть компактно интегрированы, чтобы было больше места для подключения к источникам питания.

Как бы многообещающе это ни выглядело, необходимо также обеспечить долговечность решения, поскольку существует потенциальная выгода от использования прозрачной полиимидной пленки. Но только до тех пор, пока он служит своей цели. Кроме того, полученный материал должен соответствовать основным требованиям сложной крыши автомобиля с солнечными панелями, поэтому чрезвычайно важно соответствующим образом проверить эффективность.

Преимущества использования прозрачной полиимидной пленки со стеклом для солнечной крыши

Когда мы говорим о преимуществах бесцветной полиимидной пленки, можно много говорить о ее механических, физических, тепловых и электрических возможностях. Использование невероятно разнообразно, поскольку они помогают в некоторых из наиболее важных областей их использования.

К основным преимуществам использования этого материала можно отнести следующее.

Большая гибкость

Одно из ключевых преимуществ использования прозрачной полиимидной пленки и стекла для крепления солнечных крыш к солнечным батареям заключается в том, что они обеспечивают большую гибкость. Прозрачная полиимидная пленка предлагает больше возможностей для крепления материалов, а благодаря своим гибким соединениям это гораздо лучший вариант, чем любой другой материал. Кроме того, он может помочь сохранить общую производительность в случае изменения его формы из-за гибкости. Следовательно, это отличная комбинация, которую можно использовать в качестве материала для солнечных автомобилей.

более тонкий материал

Еще одним большим преимуществом использования прозрачной полиимидной пленки со стеклом является то, что ее можно легко наклеить на любую часть тела, так как материал исключительно легкий. Кроме того, поскольку это более тонкий материал, его можно устанавливать не только на крышу, но и в любое другое подходящее место. Следовательно, он предлагает больше гибкости с точки зрения крепления.

Более низкие производственные затраты

Причин популярности этого материала много. Производство прозрачных полиимидных пленок дешевле за счет рулонного процесса. Этот процесс позволяет немедленно раскрыть поверхности, что приводит к лучшему представлению, особенно во время производственного процесса. В этом методе также используется двусторонняя лента для обеспечения поверхности подложки в качестве антиадгезива. Следовательно, это помогает удалить открытый слой, что не требует большого количества входных данных.

Обеспечивает высокое светопропускание

Прозрачные полиимидные пленки также известны своими превосходными свойствами пропускания света. Кроме того, он обладает хорошими термическими и механическими свойствами, что делает его подходящим материалом для гибких солнечных элементов и перспективным направлением в общем процессе применения полимерных материалов.

Спрос на более легкие, тонкие и высокопрозрачные материалы для крыш автомобилей с солнечными батареями постоянно растет. В результате механические свойства прозрачных полиимидных пленок становятся все более популярными в производственном секторе. Это высокоэффективный полимер, который также содержит имидные кольца, основная цепь которых обеспечивает превосходную термическую и химическую стабильность. Кроме того, он обеспечивает лучшую изоляцию с отличными механическими свойствами, что делает его подходящим материалом для использования.

Стабильность при высоких температурах

Помимо упомянутых выше свойств прозрачных полиимидных пленок, этот материал также известен своей превосходной температурной стабильностью. Поскольку он сделан из отдельного пластика, который обеспечивает большую прозрачность, полученный материал также, вероятно, будет очень термически стабильным. Именно так обстоит дело с прозрачными полиимидными пленками.

Этот материал обладает гораздо более высокой термической и химической стабильностью с точки зрения изоляции и механических свойств, что делает его широко используемым в различных отраслях промышленности, включая микроэлектрические устройства, газоразделение и полимерное электролитное топливо. Таким образом, можно сказать, что материал обладает исключительной температурной стабильностью, что дает больше возможностей для применения при размещении и подготовке крыш автомобилей для солнечных батарей.

Хорошая твердость поверхности

Если это материал, который идеально подходит для использования со стеклом при производстве крыш автомобилей с солнечными батареями, он должен иметь превосходную твердость поверхности, чтобы обеспечить требуемую прочность. В этом случае использование прозрачной полиимидной пленки может принести большую пользу, так как благодаря своим механическим свойствам она обладает превосходной поверхностной твердостью. Этот материал не только обладает большими физическими свойствами в сочетании со стеклом, но также может помочь улучшить сопротивление разрыву. Хотя пленка обычно изготавливается из полиимидной смолы, материал, который можно использовать со стеклом, также обладает высокой термостойкостью и твердостью поверхности.

Отличная кислото- и щелочестойкость

Одним из наименее известных свойств прозрачной полиимидной пленки является ее превосходная устойчивость к кислотам и щелочам, что делает ее идеальным материалом для использования со стеклом. Кроме того, этот материал включает в себя гибкие органические подложки для электронных устройств, что делает их очень гибкими, пригодными для обработки, прочными и термически стабильными материалами, устойчивыми к кислотам и щелочам. Поэтому возможное воздействие кислот и щелочей не может быть проблемой при использовании прозрачной полиимидной пленки ни в качестве основного материала, ни в качестве катализатора.

Легкая обработка

Одним из ключевых преимуществ, которыми обладают производители при работе с прозрачными полиимидными пленками, является простота обработки, необходимой для их производства. Точный производственный процесс и химия синтеза, использованные при изготовлении прозрачной полиимидной пленки, также помогают нам понять ее механические, физические и химические свойства, которые обладают многими преимуществами по сравнению с другими материалами.

Обработка проста, используются только гибкие органические активные матричные материалы, с которыми легко работать и которые не требуют больших затрат. Поэтому производители обычно отдают предпочтение прозрачным полиимидным пленкам для изготовления солнечных панелей, поскольку они являются идеальным вариантом для использования со стеклом.

радиационная стойкость

Когда мы говорим о механических, физических и химических свойствах прозрачных полиимидных пленок, мы должны говорить и об электрическом аспекте. Это помогает понять, как работает материал и весь жизненный цикл, так как он обладает отличным поверхностным и объемным сопротивлением излучению, которое может проникнуть в него. Измерение проводимости однородных изоляторов отличается от других материалов, что делает прозрачную полиимидную пленку идеальным материалом для замены с превосходной устойчивостью к излучению.

Может служить барьером от влаги

И последнее, но не менее важное: известно, что прозрачные полиимидные пленки обладают улучшенными водо- и кислородонепроницаемыми свойствами, что делает их отличным барьером для влаги. Из-за их гибкости и прозрачности влаго- и кислородонепроницаемые свойства могут быть значительно улучшены за счет использования растворных графитовых материалов. Что наиболее важно, способность прозрачной полиимидной пленки выступать в качестве барьера для влаги также помогает понять ее термическую стабильность и электрическую изоляцию, что полезно при производстве крыш автомобилей с солнечными батареями. Следовательно, это может быть отличным барьером, предотвращающим любое взаимодействие с кислородом в воде.

Успешные примеры из практики

Теперь, когда у нас есть представление о том, как может выглядеть такое решение, мы должны также посмотреть на успешные примеры прототипов солнечной энергетики на практике, ведь некоторые из них еще находятся в стадии разработки, но многие из них уже представлены на рынке. доступный. Первый и самый известный пример — Mercedes Benz Vision EQXX. Он относится к категории роскошных электромобилей. У него отличный запас хода 700 километров и замечательный коэффициент аэродинамического сопротивления 0,17. Одной из лучших особенностей этого автомобиля является 117-элементная солнечная панель на крыше, которая способна заряжать системы и давать водителю дополнительный запас хода.

Hyundai Ioniq 5 — еще один недавний пример автомобиля на солнечной энергии с улучшенной устойчивостью и футуристическими технологиями, доступного в двух размерах аккумуляторов. Модель имеет полный привод и может развивать максимальную скорость 185 км/ч. Модель также имеет вариант привода на 2 колеса, который позволяет водителю достичь максимальной дальности около 300 миль. Основываясь на имеющихся данных, можно сказать, что эти солнечные панели могут достигать дополнительной дальности 1240 миль в год, что составляет около трех миль в день. Таким образом, этот случай является еще одним успешным примером того, что разработка автомобильных крыш на солнечных батареях далека от завершения, несмотря на наши значительные инновации.

Резюме

Относительно вышеизложенного можно сказать, что мы прошли долгий путь с момента первых разработок в области солнечной энергии и ее применения в различных отраслях промышленности. В связи с этим наблюдением существующие разработки крыш автомобилей с солнечными панелями по-прежнему требуют наилучших способов реализации существующих идей. Хотя существующие проблемы могут стоять на пути развития этой идеи и воплощения ее в жизнь, решение, предложенное в приведенном выше обсуждении, может принести большую пользу после его реализации. Солнечная энергия — это путь, особенно в автомобильном секторе, где энергоэффективность является одним из приоритетов.

 

Поделитесь этой публикацией!