Prekvapivé dôvody, prečo lietadlá nemajú solárne panely

Solárne panely sú skvelou voľbou pre lietadlá a existuje niekoľko leteckých spoločností, ktoré s nimi začínajú experimentovať. Problém je v tom, že v rovine nie sú veľmi účinné, pretože lietadlo sa vždy pohybuje rôznymi smermi a slnko je vždy v inom uhle. To sťažuje zhromaždenie dostatočného množstva energie zo solárnych panelov na skutočné poháňanie lietadla.

Premýšľali ste niekedy nad tým, prečo lietadlá nemajú solárne panely? Zdá sa to ako logické riešenie enormného množstva energie produkovanej lietadlami.

Veď solárne panely sú v domácnostiach a podnikoch čoraz populárnejšie. Tak prečo nemať lietadlá na solárny pohon? Odpoveď súvisí s hmotnosťou, pretože energia potrebná na využitie slnečnej energie ako zdroja energie pre solárne lietadlo je významná.

Prečo lietadlá nemajú solárne panely

Existuje niekoľko dôvodov, prečo lietadlá nemajú solárne panely, pričom všetky sa scvrkávajú na skutočnosť, že lietadlá lietajú vo veľmi odlišnom prostredí, než v ktorom sú solárne panely navrhnuté na prevádzku. Technológie jednoducho ešte nie sú tam, aby to bolo možné.

Štyri hlavné dôvody, prečo lietadlá nemajú vo svojom dizajne solárne panely, sú:

1. Solárne panely nie sú dostatočne účinné na to, aby poháňali veľké lietadlo.

Solárne panely sú len asi 20% účinné pri premene slnečného žiarenia na elektrinu. To znamená, že na každých 100 wattov slnečného žiarenia dopadajúceho na solárny panel sa vyrobí iba 20 wattov elektriny.

Veľké osobné lietadlo by potrebovalo niekoľko hektárov solárnych panelov, aby vygenerovalo dostatok energie na vzlietnutie a pristátie.

Tiež by to vyžadovalo veľa batérií a elektromotorov na ukladanie a využívanie energie zo solárnych panelov, čo by lietadlu ešte viac pridalo na váhe.

To všetko by pridalo väčšiu váhu, čo znamená, že štandardné osobné lietadlo by potrebovalo na lietanie viac paliva, čím by sa zrušili akékoľvek úspory z využívania solárnej energie.

2. Hmotnosť solárnych panelov by lietadlu pridala príliš veľkú váhu navyše.

Každá libra hmotnosti, ktorú lietadlo nesie, znižuje spotrebu paliva o približne 0,75 %. To znamená, že pre veľké komerčné lietadlo by pridanie solárnych panelov príliš znížilo palivovú účinnosť.

Okrem toho by museli byť solárne panely namontované na vrch trupu, aby bolo dostatok slnečného svetla. To by lietadlu pridalo ešte väčšiu váhu a silu.

Solárne panely by museli byť veľké a ťažké, aby vyprodukovali dostatok energie, čo by vykompenzovalo prípadné úspory paliva pri používaní solárnych panelov.

Na palube by malo byť aj obrovské množstvo veľkých batérií na uskladnenie elektriny generovanej solárnymi panelmi.

Všetka tá váha navyše by znížila dolet a užitočné zaťaženie lietadla, čo nie je prijateľné pre komerčné letecké spoločnosti.

3. Vysoká nadmorská výška lietadla znižuje účinnosť solárnej energie.

Aj keby boli na lietadle nainštalované solárne panely, boli by menej efektívne pri výrobe elektriny kvôli vyššej nadmorskej výške lietadla. Vzduch je vo vysokých nadmorských výškach redší, čo znamená, že na výrobu energie je menej slnečného svetla.

Solárne panely fungujú najlepšie, keď sú kolmé na slnko. Vo vysokých nadmorských výškach je však uhol slnka nižší a slnečná energia nie je taká efektívna.

Zemská atmosféra tiež viac rozptyľuje slnečné svetlo vo vysokých nadmorských výškach, čím ďalej znižuje množstvo dostupnej slnečnej energie.

4. Inštalovať solárne panely do lietadla je drahšie ako vyrábať energiu z prúdových motorov

Cena solárnych panelov v posledných rokoch výrazne klesla. Inštalácia solárnych panelov do lietadla je však stále drahšia ako výroba energie z prúdových motorov.

Letecké palivo je stále lacnejšie ako solárne panely a je efektívnejšie vyrábať energiu z prúdových motorov ako zo solárnych panelov.

Hmotnosť kvapalného paliva tiež umožňuje väčšie užitočné zaťaženie a väčší dojazd ako solárne panely. Z tohto dôvodu sú náklady na palivo na výrobu elektriny v lietadle oveľa nižšie ako náklady na inštaláciu solárnych panelov.

Takže tu to máte! Štyri hlavné dôvody, prečo lietadlá nemajú solárne panely. Solárne panely nie sú dostatočne účinné, pridali by príliš veľkú váhu, sú menej účinné vo vysokých nadmorských výškach a sú drahšie ako letecké palivo.

To je dôvod, prečo ešte nemáme funkčné slnečné lietadlo.

V lietadlách sa v minulosti používala slnečná energia

Solárna energia sa v lietadlách používala už v minulosti, no nie je to bežná prax.

V roku 1980 preletel Solar Challenger 100 míľ pomocou solárnej energie.

Lietadlo malo 12 000 solárnych článkov, ktoré generovali dostatok energie na udržanie lietadla vo výške. Lietadlo však bolo veľmi pomalé a mohlo zostať vo vzduchu len asi šesť hodín.

Solar Impulse je nedávny príklad lietadla na solárny pohon. Lietadlo uskutočnilo svoj prvý let v roku 2010 a bolo použité na vytvorenie niekoľkých svetových rekordov.

Solar Impulse má 17 248 solárnych článkov, ktoré generujú dostatok energie na udržanie lietadla vo vzduchu až 26 hodín. Lietadlo však môže letieť len rýchlosťou asi 30 míľ za hodinu.

Svetový rekord bol stanovený v roku 2016, keď Solar Impulse preletel z Japonska na Havaj bez spotreby jedinej kvapky paliva.

Solárny impulz nie je praktický na komerčné využitie v lietadlách, ale ukazuje, že slnečnú energiu možno v lietadlách využiť.

Solar Impulse 2 sa v súčasnosti používa na let okolo sveta.

Takže zatiaľ čo slnečná energia sa v minulosti používala v lietadlách, nie je to bežnou praxou a stále je potrebné prekonať niekoľko technologických problémov, kým sa bude môcť široko využívať.

Môžu byť krídla lietadla prerobené pomocou solárnych panelov?

Krídla lietadla sú skvelým miestom na inštaláciu solárnych panelov. Krídla sú už navrhnuté tak, aby uniesli dodatočnú váhu a vo vysokých nadmorských výškach by boli kolmé na slnko.

Pred inštaláciou solárnych panelov na krídla lietadla je však potrebné prekonať niekoľko problémov. Jednou z výziev je, že fotovoltaické články musia byť chránené pred vetrom a počasím.

Ďalšou výzvou je, že solárne panely sa musia ohýbať, keď sa lietadlo pohybuje vzduchom. Solárne panely sú zvyčajne vyrobené zo skla, ktoré nie je príliš flexibilné.

Problémom je aj energetická hustota solárnych panelov. Solárne panely generujú približne 0,25 watt-hodiny na kilogram, čo na pohon lietadla na dlhú dobu nestačí.

Plocha krídel veľkého osobného lietadla je asi 400 metrov štvorcových. Ak predpokladáme, že solárne panely majú 50% účinnosť, potom by sme potrebovali asi 200 kilowattov výkonu, aby sme lietadlo udržali v lete.

Takže aj keď je možné, že krídla lietadla by mohli byť v budúcnosti prerobené so solárnymi panelmi, stále existuje niekoľko problémov, ktoré treba prekonať.

Aké sú niektoré z výhod využívania slnečnej energie v lietadlách?

Ak je to možné, kozmická loď na solárny pohon by mala množstvo výhod:

• Menej leteckého paliva by znížilo emisie skleníkových plynov.
• Množstvo hluku a znečistenia by sa výrazne znížilo.
• To by z dlhodobého hľadiska výrazne zlacnilo lietanie.
• Solárne panely by tiež pomohli znížiť našu závislosť od fosílnych palív.

Všetky tieto veľké výhody jasne ukazujú, že musíme nájsť spôsob, ako využiť slnečnú energiu v lietadlách. Keďže jednou z hlavných výhod by bolo zníženie nákladov pre spoločnosti, je to niečo, čo bude pre letecký priemysel skutočne lukratívne.

Technológia tam určite je, ide len o to, aby to fungovalo vo veľkom. Dúfajme, že v budúcnosti uvidíme viac lietadiel poháňaných solárnou energiou!

Záverečné myšlienky

Solárna energia sa stáva čoraz populárnejšou ako spôsob výroby energie, ale stále nie je možné využiť solárnu energiu v lietadlách.

Existuje niekoľko spoločností, ktoré pracujú na tom, aby sa solárne lietadlá stali skutočnosťou, ale potrvá niekoľko rokov, kým uvidíme skutočný pokrok.

Medzitým môžeme všetci prispieť k zníženiu našej závislosti od fosílnych palív tým, že budeme menej lietať a používať verejnú dopravu, keď je to možné.

Keďže sa zaujímate o lietadlá, čo si myslíte o solárnych autách a fungovali by aj v noci?