关于发展实用的太阳能飞机的问题探讨

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 07:03:12
       由于近年来对低碳减排降噪的重视,太阳能飞机再次受到公众的重视,例如最近的“阳光动力”号太阳能飞机就炒得非常热。
     但是从目前、甚至今后一段时期内的技术水平来看,太阳能飞机的速度、有效载荷两大性能指标很难上得去。因为阳光能量密度低,再加上目前光电电池转换效率也低(一般只有20%多点),因此太阳能飞机都得在机翼上铺设很大面积的光电电池板,有的在平尾、甚至机身上也铺设有电池板,由此造成飞机结构重量大幅增加,并且还影响飞机气动外形(都是大面积的平直机翼),因此飞机速度很低,和一般的普通汽车甚至自行车差不多。由此造成太阳能飞机的实用价值非常有限,有部分书刊甚至直接断言,太阳能飞机只适于无人机(尤其是高空、甚至临近空间用作通信中继等场合的无人机,因为对速度没有要求),而不适用于有人驾驶飞机,更别说民用客机了。
     但是从低碳减排降噪的角度来看,太阳能确实是再理想不过的飞机动力了,那么今后没有办法克服前面说的这些技术困难呢?比如发明一种比目前更薄、转换效率也更高的薄膜状太阳能电池板,在目前的波音747之类大型客机整个飞机机翼、平尾、垂尾、机身的外部全部裹上一层,其提供的动力是否足以驱动飞机飞行呢?哪怕速度低一点,只要能达到螺旋桨飞机5、600公里/小时的速度也好。但是考虑到阳光能量密度低的原因,即使光电电池转换效率达到100%,要实现这样的目标也比较难吧?
       由于近年来对低碳减排降噪的重视,太阳能飞机再次受到公众的重视,例如最近的“阳光动力”号太阳能飞机就炒得非常热。
     但是从目前、甚至今后一段时期内的技术水平来看,太阳能飞机的速度、有效载荷两大性能指标很难上得去。因为阳光能量密度低,再加上目前光电电池转换效率也低(一般只有20%多点),因此太阳能飞机都得在机翼上铺设很大面积的光电电池板,有的在平尾、甚至机身上也铺设有电池板,由此造成飞机结构重量大幅增加,并且还影响飞机气动外形(都是大面积的平直机翼),因此飞机速度很低,和一般的普通汽车甚至自行车差不多。由此造成太阳能飞机的实用价值非常有限,有部分书刊甚至直接断言,太阳能飞机只适于无人机(尤其是高空、甚至临近空间用作通信中继等场合的无人机,因为对速度没有要求),而不适用于有人驾驶飞机,更别说民用客机了。
     但是从低碳减排降噪的角度来看,太阳能确实是再理想不过的飞机动力了,那么今后没有办法克服前面说的这些技术困难呢?比如发明一种比目前更薄、转换效率也更高的薄膜状太阳能电池板,在目前的波音747之类大型客机整个飞机机翼、平尾、垂尾、机身的外部全部裹上一层,其提供的动力是否足以驱动飞机飞行呢?哪怕速度低一点,只要能达到螺旋桨飞机5、600公里/小时的速度也好。但是考虑到阳光能量密度低的原因,即使光电电池转换效率达到100%,要实现这样的目标也比较难吧?
太阳能板的重量是硬伤。天气和时间依赖更是硬伤
太阳能能量密度低和光电池转换效率低是硬伤。
还是先充电,再维持吧
有这种电池。。。砷化镓薄膜电池、、死贵。。。不过太阳辐射密度太低。。。 现在实验室能做到37%的转化效率。。但就算转化达到70%  太阳能也只能作为辅助能源混合使用  不能作为单一能源供电。。。或者用在滑翔机这一类飞机上
宫廷画家 发表于 2013-10-21 02:39
太阳能板的重量是硬伤。天气和时间依赖更是硬伤
太阳能电池的重量(更加确切的说是能量密度)是个问题,天气其实不是很关键,民航客机的巡航高度都在平流层了,阳光是充足的。
洪斌 发表于 2013-10-21 10:37
太阳能电池的重量(更加确切的说是能量密度)是个问题,天气其实不是很关键,民航客机的巡航高度都在平流层了 ...
民航客机的巡航高度准确一点说,应该是在对流层或者对流层顶部快到平流层的空间吧?而且应该是喷气客机?
但这里阳光是很充足的。
看样子单凭太阳能做能源,飞机确实实用价值比较有限,要想搞成传统的货机或者客机是很难!
除了在整个飞机机翼、平尾、垂尾、机身的外表面全部裹上一层薄膜太阳能电池板外,再搞成连接翼甚至象以前的老式飞机那样的双翼、三翼(而且各层机翼错开布置,以便都能照射到阳光)布局,从而增加机翼采光面积,会不会好点?
太阳能电池的重量(更加确切的说是能量密度)是个问题,天气其实不是很关键,民航客机的巡航高度都在平流层了 ...
再充足,夏天上午9点前,下午4点后,冬天上午10点前,下午3点后基本就不能飞了。
那些受光照射不多的地方布置太阳能板是大大的累赘。
战争之神01 发表于 2013-10-22 00:15
除了在整个飞机机翼、平尾、垂尾、机身的外表面全部裹上一层薄膜太阳能电池板外,再搞成连接翼甚至象以前的 ...
一寸面积一寸重量
不能解决的地方还是不能解决


宇宙外层空军没有重力和阻力的环境很好用。

超大翼展和展弦比的滑翔机可以一用。

其他飞机来的话,这能量密度太渣。。。。你还不如找俩壮汉骑自行车发电。。。也算是某种意义的太阳能了。。。。

宇宙外层空军没有重力和阻力的环境很好用。

超大翼展和展弦比的滑翔机可以一用。

其他飞机来的话,这能量密度太渣。。。。你还不如找俩壮汉骑自行车发电。。。也算是某种意义的太阳能了。。。。
能量密度是硬伤
搞太阳能飞机,很容易犯心脏病,心身太累。玩太阳能车吧! 前途光明。

solar car2.JPGsolar-powered-car-05.jpg
做太阳能飞机
不如做太阳帆的宇宙帆船
这个技术日本是世界第一
据设想,解决光能吸收的效率问题后,预期40年内承载300名乘客的全太阳能飞机有望正式投入运营。美国军方计划使用太阳能无人飞行器作为侦察和通讯工具,民间和科学界则推出一系列发展计划,想让这些飞机执行地球观测任务。▲

    ------------注意其中所说的“预期40年内承载300名乘客的全太阳能飞机有望正式投入运营”??
假设真做出了100%效率的太阳能板,在地球赤道海平面上最强出力能力也就是1kw/平方,稍微偏一点,我们这边北纬30多度的地方,基本上就是700w/平方
举个还算正常的普通飞机的例子,塞斯纳172,发动机功率117KW,机翼面积只有16.17平方米
所以,要造比较普通的太阳能飞机,基本上是不可能的。
太阳能也就做个补充。
并且,按现在的技术水平,就是塞斯纳172的机翼、机身上表面上完全贴满太阳能电池,输出功率也不如飞机自带发电用的两台2.2kw磁电机大,做辅助动力都堪忧。