太陽能電池板是飛機的一個很好的選擇，有幾家航空公司開始試驗它們。 問題是它們在飛機上不是很有效，因為飛機總是朝不同的方向移動，而太陽總是處於不同的角度。 這使得很難從太陽能電池板收集足夠的能量來實際為飛機提供動力。
你有沒有想過為什麼飛機沒有太陽能電池板？ 對於飛機產生的巨大能量來說，這似乎是一個合乎邏輯的解決方案。
畢竟，太陽能電池板在家庭和企業中越來越受歡迎。 那麼為什麼不擁有太陽能飛機呢？ 答案與重量有關，因為使用太陽能作為太陽能飛機的動力源所需的能量是巨大的。
為什麼飛機沒有太陽能電池板
飛機沒有太陽能電池板的原因有很多，所有這些都歸結為這樣一個事實，即飛機飛行的環境與太陽能電池板設計運行的環境截然不同。 技術還沒有使之成為可能。
飛機設計中沒有太陽能電池板的四個主要原因是：
1.太陽能電池板的效率不足以為大型飛機提供動力。
太陽能電池板將陽光轉化為電能的效率僅為 20% 左右。 這意味著每 100 瓦的陽光照射到太陽能電池板上，只能產生 20 瓦的電力。
一架大型客機需要幾公頃的太陽能電池板才能產生足夠的電力來起飛和降落。
它還需要大量電池和電動機來儲存和使用來自太陽能電池板的能量，這會增加飛機的重量。
所有這些都會增加重量，這意味著標準客機將需要更多燃料才能飛行，從而抵消了使用太陽能節省的任何費用。
2.太陽能電池板的重量會給飛機增加過多的額外重量。
飛機每承載一磅重量，燃油效率就會降低約 0.75%。 這意味著對於大型商用飛機來說，增加太陽能電池板會大大降低燃油效率。
此外，太陽能電池板必須安裝在船體頂部以獲得足夠的陽光。 這將為飛機增加更多的重量和強度。
太陽能電池板必須又大又重才能產生足夠的能量，這將抵消使用太陽能電池板節省的任何燃料。
船上還應該有大量的大電池來儲存太陽能電池板產生的電能。
所有這些額外的重量都會減少飛機的航程和有效載荷，這對商業航空公司來說是不可接受的。
3.飛機的高空使太陽能效率降低。
即使在飛機上安裝了太陽能電池板，由於飛機的高度較高，它們的發電效率也會降低。 高海拔地區空氣稀薄，這意味著產生能量的陽光較少。
太陽能電池板在垂直於太陽時效果最佳。 然而，在高海拔地區，太陽的角度較低，太陽能效率不高。
地球大氣層也會在高海拔地區更多地散射陽光，進一步減少可用的太陽能量。
4. 在飛機上安裝太陽能電池板比用噴氣發動機發電更昂貴
近年來，太陽能電池板的價格大幅下降。 然而，在飛機上安裝太陽能電池板仍然比用噴氣發動機發電更昂貴。
噴氣燃料仍然比太陽能電池板便宜，而且噴氣發動機發電比太陽能電池板發電效率更高。
液體燃料的重量還允許比太陽能電池板更大的有效載荷和更大的範圍。 正因為如此，飛機發電的燃料成本遠低於安裝太陽能電池板的成本。
所以你有它！ 飛機沒有太陽能電池板的四個主要原因。 太陽能電池板效率不夠，會增加太多重量，在高海拔地區效率較低，而且比噴氣燃料更貴。
這就是為什麼我們還沒有功能性太陽能飛機的原因。
太陽能過去曾用於飛機
過去，太陽能曾用於飛機，但這並不常見。
1980 年，太陽能挑戰者號利用太陽能飛行了 100 英里。
這架飛機有 12,000 個太陽能電池，它們產生的能量足以讓飛機保持在高空。 但是，飛機速度很慢，只能在空中停留大約六個小時。
Solar Impulse 是太陽能飛機的最新示例。 這架飛機於 2010 年首飛，曾創造多項世界紀錄。
Solar Impulse 擁有 17,248 個太陽能電池，這些電池產生的能量足以讓飛機在空中停留長達 26 小時。 然而，飛機只能以每小時30英里左右的速度飛行。
世界紀錄是在 2016 年創下的，當時陽光動力號從日本飛到夏威夷，沒有使用一滴燃料。
太陽能脈沖在飛機上的商業用途並不實用，但它表明太陽能可以在飛機上使用。
Solar Impulse 2 目前正用於環球飛行。
因此，雖然太陽能過去曾用於飛機，但這並不常見，而且在廣泛使用之前仍有一些技術挑戰需要克服。
可以使用太陽能電池板重新設計飛機機翼嗎？
飛機機翼是安裝太陽能電池板的好地方。 機翼已經被設計用來支撐額外的重量，並且在高海拔地區會垂直於太陽。
然而，在飛機機翼上安裝太陽能電池板之前，還需要克服一些挑戰。 挑戰之一是必須保護光伏電池免受風和天氣的影響。
另一個挑戰是太陽能電池板必須隨著飛機在空中移動而彎曲。 太陽能電池板通常由玻璃製成，不太靈活。
太陽能電池板的能量密度也是一個問題。 太陽能電池板每公斤產生大約 0.25 瓦時，這不足以為飛機提供長時間的動力。
一架大型客機的機翼面積約為400平方米。 如果我們假設太陽能電池板的效率為 50%，那麼我們將需要大約 200 千瓦的電力來維持飛機飛行。
因此，儘管未來有可能使用太陽能電池板重新設計飛機機翼，但仍有一些挑戰需要克服。
在飛機上使用太陽能有哪些好處？
如果可能的話，太陽能航天器將具有許多優勢：
- 減少噴氣燃料將減少溫室氣體排放。
- 噪音和污染的數量將大大減少。
- 從長遠來看，這將使飛行成本大大降低。
- 太陽能電池板也將有助於減少我們對化石燃料的依賴。
所有這些巨大的優勢清楚地表明，我們需要找到一種在飛機上使用太陽能的方法。 由於主要好處之一是降低公司成本，這對航空業來說將是真正有利可圖的事情。
技術肯定是存在的，只是讓它大規模運作的問題。 讓我們希望我們在未來看到更多的太陽能飛機在我們的天空中飛翔！
最後的想法
太陽能作為一種產生能源的方式越來越受歡迎，但是在飛機上使用太陽能仍然不可行。
有一些公司正在努力使太陽能飛機成為現實，但我們還需要幾年時間才能看到真正的進展。
與此同時，我們都可以通過減少飛行和盡可能使用公共交通工具來儘自己的一份力量來減少對化石燃料的依賴。
既然您對飛機感興趣，那麼您如何看待太陽能汽車，它們甚至可以在晚上工作嗎？