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太阳能飞机:当前的知识和进步

本文考虑了当前的知识和最新发展太阳能飞机的发展。

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图片来源:bokehstore/shutterstock.com

当空中客车飞机飞机的测试航班填补了一个星期,这在太阳能飞机飞机领域的基本发展发生了,该飞机在空中停留了一个星期,确保了向人们提供互联网。

太阳航空的历史

在1970年代的燃料危机期间,通过光伏面板通过光伏面板被确定为人类的替代能源。太阳能飞机最近引起了公众和航空业的好奇心,原因是它们是环保的替代品。

Sunrise是世界上第一批太阳能飞机,于1974年上空。从那以后,太阳能飞机已经走了很长一段路。与普通飞机相反,太阳能飞机捕获太阳辐照度,并使用光伏面板将其转化为电能。

偏爱太阳能飞机而不是传统飞机

由于太阳能电力的取之不尽,太阳能飞机具有高海拔和长期耐药性(HALE)任务的巨大潜力。可以建造太阳能飞机以飞向太空。也就是说,在大气飞行区的上方,但在航天器飞行区(约20-100公里)之下。

他们可以长期巡游甚至数年,具体取决于飞机系统的耐用性和阳光,由于其运营限制,传统飞机无法实现这一目标。另一个主要优点是排放量的大规模减少,比传统飞机少碳排放量近80%。

工作机制

主要思想是用太阳能电池(通常是机翼和尾部)覆盖飞机的某个区域。当暴露于太阳光线时,光伏面板将其转换为电能。产生的能量数量取决于面板对太阳的方向以及阳光的强度等因素。

具有可配置的微处理器的电路处理电源传输输出。电力调节和传输机制可确保太阳能电池板的最大能量输出。产生的电力主要用于推动飞机和机上电子设备。多余的能量用于在没有低阳光的情况下为电池充电。

视频来源:Jaka Yan Suryana频道/YouTube.com

太阳能飞机的进步

光伏(PV)细胞,浓缩太阳能(CSP)和用于加热和冷却的太阳能热收集器(SHC)是用于太阳能应用的三种主要技术。PV技术被广泛认为是通过采用由一系列太阳能电池制成的光伏面板来产生电力的一种方式,将太阳能转化为电子流。这项技术的最初实用应用是为通信卫星和航天器提供电力。

太阳能电池在上个世纪的开发模式是由补充储能需求和便携式小工具驱动的。由于技术的改进,现在可以以标准质量充值速率以增强能源密度增强的电池,并以标准质量充电速率以500多个循环。

已经创建了太阳能燃料电池,以在固定系统中产生电源,以及其他竞争对手的技术方法。当前的研究和开发工作集中在为车辆应用创建可靠,降低,高性能燃料电池网络元素。

技术发展正在迅速发展,以增强和扩大太阳能航空的适用性。有机光伏和量子点在这方面至关重要。有机光伏(OPV)是用各种和适应性的有机材料制造的,为改善各种功能提供了无限的机会。亚博网站下载有机分子便宜;它们具有出色的光吸收能力,可用于此目的,涂料可用于几百nm。

量子点具有至少两种方式提高太阳能电池转化效率的潜力:通过扩展太阳能电池板的能量隙以在光谱区域收集更多的阳光,并通过产生更多的电压从单个太阳颗粒中。建立在量子点上的太阳能电池可能会将超过65%的太阳能量转化为电能,从而提高效率近两次。

在这方面亚博网站下载,纳米材料也被认为是必不可少的。纳米材料亚博网站下载和纳米颗粒之类的纳米材料在太阳能设备中提供了新的潜力。yabo214纳米仪表大小的物体每单位体积的表面积非常高,从而形成了非常大的界面区域。

最新消息

Zephyr是空中客车照片伏特式无人驾驶汽车(UAV),在亚利桑那州的飞行测试中被用来传输无线宽带。空中客车公司在平流层的18天旅程中评估了英国建造无人机上的“高海拔平台站”(HAPS),在地球表面上方76,100英尺处。

成功的测试可能为Zephyr Aircraft中队带来基础,将5G和6G移动宽带带到世界上最遥远的位置,或者在人口众多的地区的重大事件中提供快速的传输增强。利用这一点,韩国政府还批准了类似类型的太阳能无人机的工作。

未来的挑战和观点

太阳能有可能成为航空航天中潜在的无碳电源部门的重要组成部分。太阳能冲动计划揭示了雄心勃勃的野心,以创建一架新型的太阳能飞机,能够进行卫星通常执行的某些活动。

但是,需要科学的发展和创新来克服当前系统的效率低下和昂贵的成本。请记住,太阳能电池板的产生会随温度和湿度波动,通常需要最大的功率点跟踪器(MPPT)来最大程度地利用太阳能死亡。

访谈:光伏面板材料上的微生物群生存亚博网站下载

大多数能源转换系统可能会失去一些能量。例如,太阳能飞机的总能量利用率仅为11%,这意味着浪费了约89%的太阳辐照度。当前的所有研究都集中在增加能源生产并通过制造有效的太阳能电池来减少其浪费。

上升是正在研究的重要环境资源。太阳能飞机可以达到高度,同时通过沿着上升气流而消耗的能量很少。为了节省能源,索隆太阳能飞机被远程飞行,并通过追求上升气流而达到了相当大的高度。

简而言之,自1974年第一次太阳能航空飞行以来,就开发了太阳能航空业以满足成本和能源需求,同时最大程度地提高空气动力学效率以有效执行任务。光伏飞机长时间在更高的海拔高度飞行,但应用相对有限,例如货物的微小机翼装载。应彻底研究诸如能源,空气动力学,推进系统和控制机制之类的子系统,以提高其性能并扩大其应用范围。

进一步阅读

Jamshed,W。等,2021年。使用切线双曲线杂交纳米流体:太阳能热施用的太阳能飞机的热膨胀优化。材料研究与技术杂志,亚博网站下载第985-1006页。14(1)。可用网址:https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.06.031

Loughran,J。,2021年。太阳能飞机飞行了将近三周,而无需着陆。[在线的]
可用网址:https://eandt.theiet.org/content/yabo214articles/2021/10/solar-power-powered-aircraft-follown-for-nearly-threy-threy-weeks-without-landing/
[2022年1月5日访问]。

R. R.&çinar,S。,2021年。使用飞机中的替代能量。国际能源应用和技术杂志,8(4),第222-227页。可用网址:https://dergipark.org.tr/en/pub/ijeat/issue/66272/1033611

Wu,M.,Shi,Z.,Xiao,T。&Ang,H.,2021年。机翼连接对太阳能飞机的能量和飞行耐力性能的影响。航空科学技术,亚博老虎机网登录第108卷。106404。可提供:https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106404

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Ibtisam Abbasi

写的

Ibtisam Abbasi

IBTISAM毕业于伊斯兰堡太空技术研究所,获得了学士学位。在航空航天工程中。在他的学术生涯中,他曾从事多个研究项目,并成功地管理了几项联合课程活动,例如国际世界太空周和国际航空航天工程会议。伊比萨姆(Ibtisam)在他的本科学位上赢得了英国散文比赛,对研究,写作和编辑一直非常感兴趣。毕业后不久,他加入Azonetwork,担任自由职业者,以提高自己的技能。Ibtisam喜欢旅行,尤其是参观乡村。他一直是体育迷,喜欢看网球,足球和板球。伊比萨姆(Ibtisam)出生于巴基斯坦,有一天希望在世界各地旅行。

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  • 哈佛大学

    Abbasi,Ibtisam。2022。太阳能飞机:当前的知识和进步。Azom,2022年8月8日,https://www.washintong.com/article.aspx?articleId=21135。

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