Znajdź producentów technologii energii słonecznej i rozwiązań solarnych dla dronów, bezzałogowych statków powietrznych, bezzałogowych pojazdów naziemnych, bezzałogowych statków wodnych i robotyki.
Przeczytaj Przegląd technologii
Wysokowydajne baterie do dronów, systemy zarządzania energią, oprogramowanie do zarządzania flotą, integracja solarnych modułów MPPT, komunikacja komórkowa C2 i komunikacja ładunku użytkowego
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Technologia słoneczna dla dronów, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Ostatnie osiągnięcia w dziedzinie technologii fotowoltaicznej (PV) sprawiły, że energia słoneczna stała się realną alternatywą dla zasilania bezzałogowych statków powietrznych (UAV, UAS, RPAS, drony), a także autonomicznych platform naziemnych i morskich USV, ASV. Obecnie istnieje wiele sprawdzonych projektów autonomicznych pojazdów i statków powietrznych, w których wykorzystano technologię energii słonecznej.
Wydajność technologii słonecznej
Najczęściej stosowanym parametrem do porównywania wydajności technologii słonecznych jest sprawność. Sprawność jest miarą tego, jaka część energii słonecznej może zostać przekształcona w energię elektryczną, i zależy od długości fali, współczynnika odbicia, temperatury oraz szeregu czynników na poziomie kwantowym.
System zarządzania energią słoneczną dla dronów
Obecnie rekordowa wydajność ogniw słonecznych wynosi 29,1% dla ogniw jednoskładnikowych i 31,6% dla ogniw wieloskładnikowych. Ogniwa słoneczne wielozłączowe wykorzystują wiele warstw do wychwytywania światła o różnych długościach fal, dzięki czemu osiągają wyższą wydajność niż ogniwa jednoskładnikowe. Wadą jest to, że proces ich produkcji jest bardziej skomplikowany i kosztowny, co sprawia, że nadają się one raczej do specjalnych, wysokobudżetowych projektów bezzałogowych statków powietrznych z napędem słonecznym niż do masowo produkowanych systemów bezzałogowych.
Stosunek mocy fotowoltaicznej do masy
Stosunek mocy do masy oblicza się, dzieląc moc wyjściową systemu fotowoltaicznego przez jego całkowitą masę. Integracja ogniw słonecznych ze skrzydłami bezzałogowego statku powietrznego może wymagać dostosowań konstrukcyjnych, a także obudowy ochronnej, która pozwoli ogniwom słonecznym przetrwać w trudnych warunkach, w których działa dron słoneczny. Dodatkowe połączenia i okablowanie mogą również powodować zwiększenie masy. Wszystkie te czynniki należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu całkowitej masy podsystemu słonecznego.
Stosunek mocy ogniw słonecznych do powierzchni
Stosunek mocy do powierzchni jest ważnym wskaźnikiem, który należy wziąć pod uwagę, ponieważ powierzchnia użytkowa ogniw słonecznych jest ograniczona nawet w przypadku dużych bezzałogowych statków powietrznych z napędem słonecznym. Zwiększenie powierzchni skrzydła bezzałogowego statku powietrznego w celu zmieszczenia większej liczby ogniw słonecznych może spowodować wzrost masy konstrukcji i oporu powietrza, którego nie zrekompensuje wzrost mocy słonecznej.
Ważną cechą jest również względna wielkość poszczególnych ogniw słonecznych w porównaniu z wielkością skrzydła, ponieważ mniejsze ogniwa pozwalają na uzyskanie większej gęstości upakowania.
Łączny wskaźnik wydajności
Rozpatrywanie powyższych wskaźników w oderwaniu od siebie może nie być wystarczające do oceny przydatności technologii słonecznej do konkretnego zastosowania w dronach. Wysoka wydajność może wiązać się z niedopuszczalnym wzrostem masy, a wysoki stosunek mocy do masy może nie wystarczyć do przezwyciężenia niskiej wydajności konwersji, zwłaszcza jeśli dostępna powierzchnia skrzydeł bezzałogowego statku powietrznego jest zbyt mała, aby zapewnić wystarczającą moc.
Firma Alta Devices, zajmująca się rozwojem technologii fotowoltaicznej, zaproponowała łączny wskaźnik wydajności słonecznej dla bezzałogowych statków powietrznych, który uwzględnia zarówno stosunek mocy do powierzchni, jak i stosunek mocy do masy, ponieważ wysokie wartości obu parametrów są niezwykle pożądane w zastosowaniach bezzałogowych statków powietrznych wykorzystujących energię słoneczną.
Proponowany wskaźnik słoneczny mnoży te dwa stosunki i oblicza pierwiastek kwadratowy z iloczynu, aby uzyskać wynik wyrażony w watach.
Producenci i grupy badawcze opracowały szeroką gamę technologii fotowoltaicznych o różnym składzie chemicznym. Można je ogólnie podzielić na dwie grupy – oparte na płytkach i oparte na cienkich warstwach. Poniżej przedstawiono wybór technologii fotowoltaicznych, które można wykorzystać do produkcji systemów energii słonecznej, które można zintegrować z dronami i bezzałogowymi statkami powietrznymi.
Krystaliczne ogniwa słoneczne z krzemu
Znaczna część istniejącego przemysłu ogniw słonecznych koncentruje się na produkcji płytek krzemowych. Jest to bardzo dojrzała technologia, która zazwyczaj zapewnia dobrą wydajność. Płytki są jednak stosunkowo grube, a także kruche, co wymaga zastosowania dodatkowych laminatów zapewniających odpowiednią ochronę. Może to znacznie zwiększyć całkowitą masę systemu i ograniczyć możliwości integracji, co ma szczególne znaczenie w przypadku mniejszych bezzałogowych statków powietrznych.
Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne z miedzi, indu, galu i selenu (CIGS)
CIGS to elastyczna technologia cienkowarstwowa, która zapewnia wydajność do 13%. Ogniwa są wrażliwe na wilgoć i powietrze i muszą być zamknięte w hermetycznych obudowach, które zwiększają ich wagę i ograniczają możliwości integracji. Ogniwa CIGS charakteryzują się również zmniejszoną wydajnością w wysokich temperaturach i przy niskim natężeniu światła.
Ogniwa słoneczne z amorficznego krzemu (a-Si)
Ogniwa z amorficznego krzemu mają wiele zalet – są niedrogie, łatwe do zintegrowania z konstrukcjami, niewrażliwe na wilgoć i powietrze, a technologia jest dojrzała. Cierpią jednak na niską wydajność, co oznacza, że większość dronów nie ma wystarczającej powierzchni, aby zamontować wystarczającą liczbę ogniw, aby zaspokoić zapotrzebowanie systemu na energię.
Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne z arsenku galu (GaAs)
Cienkowarstwowe ogniwa GaAs to nowsza technologia, która zapewnia lekkie, elastyczne ogniwa o wysokiej wydajności konwersji i wysokim uzyskowi energii. Cienkowarstwowe ogniwa GaAs są mniej wrażliwe na powietrze i wilgoć oraz łatwiejsze do zintegrowania niż ogniwa CIGS, a niewielki rozmiar ogniw pozwala na uzyskanie wysokiej gęstości upakowania. Czynniki te sprawiają, że idealnie nadają się one do zasilania szerokiej gamy bezzałogowych statków powietrznych (UAV) różnych rozmiarów i klas.
Cienkowarstwowe ogniwa GaAs osiągają wyższe wyniki niż jakakolwiek inna technologia energii słonecznej w opisanym wcześniej złożonym indeksie wydajności słonecznej.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.