Велосипед

Переваги та недоліки сонячного велосипеда без акумуляторів


Там сонячний велосипед без акумуляторів це єдиний істинний педальний велоципед який може похвалитися нульовим рівнем викидів (навіть не від батарейок) і такими ж витратами на обслуговування, як один велосипед традиційний. Це правда, що фотоелектрична панель споживається за рахунок зниження продуктивності з часом, але середній термін служби цих виробів становить близько 20 років, і якщо панель буде якісною, існує ризик того, що вона прослужить довше, ніж велосипед. Звичайно, транспортний засіб цього типу також має недоліки.

A сонячний велосипед без акумуляторів та Сонячний мотоцикл спроектований та побудований Лоренцо Барб'єрі з Конкордії (Міссурі), який особисто тестує його, перевіряючи його достоїнства та незаперечні межі. Ми вже коротко говорили про прототип у попередній статті (натисніть тут), тепер давайте детально розберемося зі словами винахідника. Історія сповнена неопублікованою інформацією та цікавими ідеями, якщо ви захоплені жанром, варто докопатися до суті.

Інженер Барб’єрі, як виникла ідея побудувати сонячний велосипед без акумуляторів?

Все почалося з того, що 4-5 років тому в газетах та на різних веб-сайтах я прочитав перші статті про велосипеди на сонячних батареях, про велосипеди, триколісні та чотириколісні велосипеди, в основному зроблені технічними інститутами, які мене дуже зацікавили. До того, що я не обмежився лише читанням статей, але спробував технічно дослідити, як виготовлялися ці транспортні засоби та як вони працювали.

Який був висновок?

Сама ідея можливості використовувати сонячну енергію для руху була захоплюючою, але технічне розуміння призвело мене до численних розчарувань: 90% циклів, оголошених великими літерами в заголовках статей, були оснащені батареями та фотоелектричними панелями встановлений не зробив нічого, окрім збільшення часу автономної роботи на 20-50%. Інші 10%, насправді, навіть не були виготовлені, зроблені лише на папері чи комп’ютері, і в будь-якому випадку з характеристиками, які, в кращому випадку, дозволили б цим велоципедам функціонувати точно так само, як і інші.

Отже, сонячні велосипеди насправді були акумуляторними ...

Це глибоке розчарування призвело мене до основних міркувань: чи не спочатку ви встановите трохи більші батареї? Проблеми встановлення фотоелектричних панелей, контролерів заряду тощо ... будуть вирішені, незважаючи на все, що це тягне за собою витрати та практичність у використанні циклів! Який сенс називати велоципед «велосипедом на сонячній енергії», якщо двигун живиться від акумулятора, який при розряді повинен заряджатися незалежно від сонця? Який сенс встановлювати фотоелектричну панель з усіма технічними проблемами, що спричиняють це, для зменшення дальності від 30 до 40 км? Чи не простіше було б встановити літієву батарею на 480 Втч замість гелевої на 360 Вт? З цих причин я розпочав низку тестів, щоб зрозуміти, де проблеми: спочатку на велосипедах, потім на різних акумуляторах та фотоелектричних панелях.

Розкажіть про тести ...

Перш за все, параметри повинні бути встановлені як умови експлуатації, з яких можна отримати задіяні потужності. Уже є таблиці, що стосуються повноважень, необхідних для підтримання певної швидкості, залежно від типу велосипеда, положення велосипедиста тощо ..., але багато аспектів не згадуються, і сумніви щодо фактичного застосування залишаються. Потім я перевірив, яка мінімальна рівноважна швидкість, і скільки метрів потрібно досягти, щоб почати. Ця швидкість становить 4 км / год і повинна бути досягнута приблизно за 3 метри. Використовуючи мотузку, шків та гирі для гімнастики та маркуючи еталони наступних 3 метрів та 1,2 метра (4 км / год відповідають 1,11 метра / с, округлений до 1,2 метра), я перевірив скільки ваги потрібно, щоб мати можливість проїхати 1,2 метра за 1 секунду після 3 метрів прискорення. З кг ми отримуємо ньютонів, які, помножені на 1,2 метра, дають Джоулі, які в цих тестах відповідають ватам, оскільки вони проходять рівно за 1 секунду. Отримана необхідна потужність становить 40 Вт на колесо. Якщо цю потужність потрібно отримати за допомогою двигуна на постійних магнітах (стандартного 250 Вт, безщіткового типу) від електричного велосипеда з допомогою педалі, з ефективністю близько 60%, зрозуміло, що я повинен забезпечити двигун приблизно 70 Вт електричної потужності. .

Ви також робили інші тести?

Я провів багато інших випробувань на велосипедах, щоб зрозуміти сили, що беруть участь: з плавними колесами або шипованими колесами, набряклими або напівнадутими колесами, велосипедами, з’єднаними між собою, щоб зрозуміти тертя кількох коліс тощо ... Що стосується акумуляторів, немає даних про їх роботу, а лише пускові струми, погодинні заряди, цикли зарядки тощо. Потім я протестував деякі акумулятори, але перш за все електричний велосипедний гель на 360 Вт-год із зарядним пристроєм; Я зарядив його, підключивши цифровий мультиметр для аналізу користувача до зарядного пристрою. Приблизно через 6 годин загорився зелений індикатор "повної батареї", і я прочитав, скільки він поглинав: 550 Вт-год! Я не знаю продуктивності акумуляторів, але беручи до уваги, що зарядний пристрій повинен мати живлення, за допомогою цієї перевірки я виявив, скільки поглинає група акумуляторів / зарядних пристроїв. Потім я помітив, скільки енергії забезпечує акумулятор, і навіть ця цифра бентежить: 250 Вт-год! Менше половини того, що поглинається, і менше номінального.

Отже, сам акумулятор є обмеженням для велосипеда на сонячній енергії ...

Той факт, що змусив мене зрозуміти причину того, що всі цикли, зроблені за допомогою акумуляторів та фотоелектричних панелей, після того, як батареї розрядились, повинні були зупинятись і заряджати їх, це поглинання батареї за першу годину зарядки: 200 Вт-год! Спочатку заряджені батареї багато поглинають; а фотоелектричні панелі навіть у найкращих умовах перенаправляли б більшу частину енергії, що виробляється, на батареї, залишаючи дуже мало двигуна. Потім я провів багато випробувань на фотоелектричних панелях, особливо в умовах середнього / низького опромінення, навіть часткового затінення окремих комірок з різними температурами, але про які я не повідомляю. Я можу лише передати своє рішення, яке я обрав, що для того, щоб отримати 70 Вт, необхідних для двигуна у більшість світлових годин доби, я повинен обов'язково встановити понад 140 Вт фотоелектричних панелей.

У світлі тестів, що, на вашу думку, є ідеальною технікою для велосипедів на сонячних батареях?

Після цих тестів я зрозумів, що все залежить від розмірних аспектів, а не від головоломок електронної техніки. Велоципед повинен мати 2 колеса, оскільки з 3 він поглинає майже на 10 Вт більше, що стає майже 20, враховуючи характеристики двигуна. Для цього потрібні колеса з висувним протектором і надутими щонайменше до 5 бар. Враховуючи результати випробувань, акумулятори я вирішив їх не ставити. Очевидно, що цей потенціал має переваги та недоліки. Почнемо з останнього ...

Недоліки

1) автомобільна допомога доступна лише вдень, приблизно через 2 години після сходу сонця та до заходу сонця, якщо небо не надмірно хмарне, і якщо немає стійких ситуацій затінення (дороги, вистелені деревами або поруч палаци, окремі долини тощо ...).

2) надання допомоги не завжди є постійним, оскільки фотоелектричні панелі негайно подають енергію, і навіть тінь стовпа викликає уповільнення.

3) потужність, яку забезпечує акумулятор, набагато вища, ніж у фотоелектричних панелей; навіть якщо швидкість закону обмежена 25 км / год, а також її можна досягти лише за допомогою панелей, за допомогою акумулятора ви можете боротися з підйомами (з не перебільшеними схилами) і починати з жвавих прискорень

Переваги

1) неможливо проїхати 200 км за один день, навіть з невеликим тренуванням, бігом із сонцем у ясний день; що неможливо з акумуляторами (навіть із великим літієвим акумулятором йому знадобиться принаймні 3 зарядки)

2) фотоелектричні панелі служать десятки років, тоді як батареї витримують від 200 до 800 циклів зарядки залежно від типу та критеріїв використання

3) відсутність батарей та відповідних регулюючих та підзарядних пристроїв дозволяє велоципеду бути легшим на кілька кг; важлива річ, якщо вам доведеться крутити педалі

4) уникають витрат на придбання та управління / заміну акумуляторної системи, обмежуючи технічне обслуговування звичайним велосипедом

Що це говорить нам про фотоелектричні панелі?

Фотоелектричні панелі велосипеда на сонячній енергії повинні мати мінімальну номінальну потужність 140 Вт, перевіряючи різні ситуації опромінення. Я помітив, що багато фотоелектричні велосипеди мають значно меншу встановлену потужність, або вони занадто важкі, або мають занадто велике тертя через кількість коліс; для цього вони повинні обов'язково вдаватися до встановлення батарей. Крім того, панелі повинні бути розташовані горизонтально та над велосипедистом: велоципеда може рухатися до всіх основних точок (поле спрямованості 360 °); Я бачив фотоелектричні велосипеди з похилими панелями так, ніби вони розміщені на даху будинку, або як елерони Формули 1; це передбачає вищу ефективність, коли панель нахилена до сонця (отже, на 90 °), і меншу ефективність у всіх інших напрямках (270 °), якщо тільки сонце не знаходиться точно в Зеніті. Коли панелі не розташовані над вершником, сам вершник може бути причиною затінення. Тоді пннлі повинні бути легкими, оскільки, розташувавшись у верхній частині, вони призводять до підняття центру ваги, а будучи віддаленими від нього, вони також мають довгий важіль, на якому можна діяти, щоб зробити рівновагу менш надійною. Нарешті, вони повинні розташовуватися поздовжньо, щоб мінімізувати поперечні розміри (небезпечні в русі). Деякі лежачі велосипеди найкраще підходять для установки великої площі фотоелектричних панелей. Однак зроблений мною велосипед - лише приблизний прототип, зібраний із матеріалів, доступних на ринку.

Які її висновки?

Велосипед на сонячній енергії не рекомендується для поїздок містом, принаймні в Італію. Міські дороги, низька якість та кількість велосипедних доріжок дозволять використовувати їх не дуже спокійно, тоді наявність будинків поруч з вулицями та обсаджені деревами алеї (і, на щастя, їх ще є) створили б численні райони Тінь, яка мало дозволить використовувати допомогу двигуна. Навіть у горах це не в своєму домі, оскільки все грається на кількох доступних ватах, тому в гору, де вам потрібно багато, допомога обмежена (ви відчуваєте допомогу, але щоб подолати 8%, вам потрібно допомогти педаль двигуна). Натомість цей велосипед ідеально підходить для поїздок у сільську місцевість, підходить людям, які (як і я) мають час їздити на велосипеді лише у вихідні дні, отже, без тренувань, які хотіли б проїхати багато км без зусиль і без нависання над головою. всі ті болі, які викликають традиційні велосипеди, лише за 2 чи 3 години. Фантастично використовувати його на асфальтованих вулицях берегів річок. Це може бути призначено для тих, хто любить відпочивати на велосипеді, шліфуючи км і км, або для тих, хто може користуватися ним уздовж доріг, що відповідають характеристикам, які я більш-менш намагався описати. Я вже думав про спеціально створений каркас та про модифікації, запропоновані тестами, які могли б зробити його ще легшим, аеродинамічнішим та кориснішим, а також набагато красивішим та захищеним від вітру, сонця та дощу.

Чи продовжуватимуться тести?

Я буду користуватися велосипедом, який будував ціле літо, можливо, я міг би запропонувати інші ідеї для його вдосконалення. Було б непогано знайти підтримку якогось виробника велосипедів для створення тієї моделі, яку я маю на увазі; інакше у мене буде наступна зима і мій звичайний гараж, але, очевидно, з багатьма труднощами.


Відео: Порівняння фітнес-браслетів Xiaomi Mi Smart Band, Realme Band, Honor Band 5i (Січень 2022).