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当我们谈阳光动力2号的时候,我们谈些什么

 Purefact 2016-07-14



阳光动力2号飞过金字塔

环球旅行还有最后一站

埃及当地时间7月13日凌晨5点,阳光动力2号再次完成一个航段,成功在埃及开罗国际机场着陆。据悉,它于两天前从西班牙塞维利亚国际机场起航,途径突尼斯、阿尔及利亚、马其他、意大利、希腊空中领域。整个过程用了48个小时51分,飞行里程数为2303英里(3706公里) 。
  
抵达埃及,标志着阳光动力2号完成了第17航段的飞行,只要它在下次飞行中成功返回阿布扎比,就能完成环绕全球的目标。


融合世界多项先进技术
 
阳光动力2号并非世界首架太阳能飞机,但是只有它率先踏上了环球飞行的探险之旅,这必须归功于它集合了薄膜光伏电池、碳纤维材料、飞控设计、高效电机等多项世界顶尖技术。
 
阳光动力2号的机翼上安装了1.7万块单晶硅电池。这些单晶硅电池属超薄型产品,仅135微米的厚度,比纸还薄。单晶硅电池,这是目前世界上技术最为成熟的太阳能电池,转换效率是最高的,可以达到23%以上,不过这只是实验室内的数据,一般规模化生产的单晶硅电池转换率在15%至20%之间。阳光动力2号上使用单晶硅电池,转换效率为23%,代表着世界上最先进的水平了。
 

阳光动力2号白天飞行时最大高度为8000米左右,这时候电能会被最大限度采集,除了提供给飞行需要外,还会将一部分电能存储在Kokam公司提供锂聚合物电池中,以供晚上飞行使用。该电池的能量密度为260Wh / kg,安装在四个发动机舱附近,由高密度泡沫和绝缘材料包裹,总重量为633公斤,为起飞质量的四分之一。
 

“阳光动力2号”的翼展超过72米,比波音747-8型喷气式飞机还长6米。但747-8净重超过300吨,而“阳光动力2号”仅重2.3吨。与尺寸相比,这架太阳能飞机简直薄如蝉翼。得益于机身骨架使用的碳纤维蜂窝夹层材料,这种材料重量密度仅有25克每平方米,比纸还要轻3倍,但是强度完全满足飞机的机械要求。飞机表面使用的是柔性蒙皮,主要目标也是减重。

太阳能飞机在应用上的不足

速度不够快


阳光动力2号是目前最先进的太阳能飞机,飞行采用白天高空飞行,夜晚降低高度的模式,高空飞行时高度为8500米,夜晚低飞高度为1500米,海平面速度在45至90公里每小时之间,最大高度的飞行速度为140千米每小时,基本上与汽车的速度相当,或是100年前萌芽阶段的早期飞机。目前喷气式客机的速度,基本在800千米/小时左右。可以说,阳光动力2号远远没有达到主流飞机飞机的速度。
 

承载量有限


由于光能-电能转化效率过低,造成飞机尺寸巨大,而承载能力有限。以正在环球飞行赚足眼球的“阳光动力2号”为例,翼展超过波音747,,却只能乘坐一人。所以在在太阳能电池转换效率实现量级突破之前,以太阳能为动力的飞机根本无法承担主流飞机的运输功能。
 

环境污染问题


太阳能电池板在生产过程中使用了氢氟酸、异丙醇之类的化学物质,产生的废水中就含有高浓度的氟化物,这种物质进入环境饮用水中可导致人体骨骼、神经系统等出现病症,处理起来花费又不菲。当太阳能电池板达到使用寿命后,回收也是个问题,诸如四氯化硅这样的物质对环境而言并不是一个好消息。规模化的回收需要大量使用无机酸和有机溶剂等化学物质,对环境的影响是深远的。因此生产和回收环节存在的瓶颈也是制约太阳能电池板规模化发展的重要因素。

未来前景
 
作为不可再生资源,石油资源肯定有枯竭的一天,在可见的未来,太阳能一定是最重要的新能源之一。目前,利用太阳能基本上有两种形式,一种是太阳能热电,这种方式其实就是汇聚太阳光加热过锅炉,利用水蒸气推动汽轮机发电。这种方式效率较低,与常规的热电也没有本质区别。第二种方式就是太阳能光伏发电,利用太阳光照射在半导体材料上的光电效应,直接收集电子流动发电的方式。阳光动力2号就是采用了这种发电方式。
 

“阳光动力2号”环球之旅最重要的的是象征意义。它象征着人类对新能源的探索精神,以及对未知旅程和身体极限的挑战。虽然现在太阳能商业飞行还是梦想,但在太阳能飞行的研究方面,阳光动力2号的制造国瑞士,无疑是走在了世界前列。


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