Överraskande skäl till varför flygplan inte har solpaneler

Solpaneler är ett utmärkt alternativ för flygplan, och det finns flera flygbolag som börjar experimentera med dem. Problemet är att de inte är särskilt effektiva i ett plan eftersom planet alltid rör sig i olika riktningar och solen är alltid i en annan vinkel. Detta gör det svårt att samla tillräckligt med energi från solpaneler för att faktiskt driva ett flygplan.

Har du någonsin undrat varför flygplan inte har solpaneler? Det verkar vara en logisk lösning på den enorma mängden kraft som produceras av flygplan.

När allt kommer omkring blir solpaneler mer och mer populära i hushåll och företag. Så varför inte ha solcellsdrivna flygplan? Svaret har att göra med vikt eftersom energin som krävs för att använda solenergi som kraftkälla för ett solflygplan är betydande.

Varför har inte flygplan solpaneler

Det finns flera anledningar till varför flygplan inte har solpaneler, som alla beror på att flygplan flyger i en helt annan miljö än den där solpaneler är designade att fungera. Tekniken är helt enkelt inte där än för att göra det möjligt.

De fyra huvudsakliga anledningarna till att flygplan inte har solpaneler i sin design är:

1. Solpaneler är inte tillräckligt effektiva för att driva ett stort flygplan.

Solpaneler är bara cirka 20 % effektiva när det gäller att omvandla solljus till elektricitet. Det betyder att för varje 100 watt solljus som träffar solpanelen produceras endast 20 watt el.

Ett stort passagerarplan skulle behöva flera hektar solpaneler för att generera tillräckligt med ström för att lyfta och landa.

Det skulle också kräva en hel del batterier och elmotorer för att lagra och använda energin från solpanelerna, vilket skulle lägga ännu mer vikt till planet.

Allt detta skulle lägga till mer vikt, vilket innebär att ett standardpassagerarplan skulle behöva mer bränsle för att flyga, vilket förnekar alla besparingar från att använda solenergi.

2. vikten av solpanelerna skulle tillföra för mycket extra vikt till planet.

Varje kilo vikt ett flygplan bär minskar bränsleeffektiviteten med cirka 0,75 %. Detta innebär att för ett stort kommersiellt flygplan skulle tillsättning av solpaneler minska bränsleeffektiviteten för mycket.

Dessutom skulle solpaneler behöva monteras ovanpå skrovet för att få tillräckligt med solljus. Detta skulle tillföra ännu mer tyngd och styrka till planet.

Solpaneler måste vara stora och tunga för att producera tillräckligt med energi, vilket skulle kompensera för eventuella bränslebesparingar genom att använda solpaneler.

Det ska också finnas en enorm mängd stora batterier ombord för att lagra elen som genereras av solpanelerna.

All den extra vikten skulle minska planets räckvidd och nyttolast, vilket inte är acceptabelt för kommersiella flygbolag.

3. Flygplanets höga höjd gör solenergin mindre effektiv.

Även om solpaneler installerades på flygplanet skulle de vara mindre effektiva när det gäller att generera elektricitet på grund av flygplanets högre höjd. Luften är tunnare på höga höjder, vilket innebär att det finns mindre solljus för att producera energi.

Solpaneler fungerar bäst när de är vinkelräta mot solen. Men på höga höjder är solens vinkel lägre och solenergin är inte lika effektiv.

Jordens atmosfär sprider också solljus mer på höga höjder, vilket ytterligare minskar mängden tillgänglig solenergi.

4. Det är dyrare att installera solpaneler på ett flygplan än att generera energi från jetmotorer

Priset på solpaneler har sjunkit rejält de senaste åren. Det är dock fortfarande dyrare att installera solpaneler på ett flygplan än att generera ström från jetmotorer.

Flygbränsle är fortfarande billigare än solpaneler och det är mer effektivt att generera ström från jetmotorer än från solpaneler.

Vikten av flytande bränsle möjliggör också större nyttolast och större räckvidd än solpaneler. På grund av detta är kostnaden för bränsle för att producera el i ett flygplan mycket lägre än kostnaden för att installera solpaneler.

Så där har du det! Fyra huvudorsaker till varför flygplan inte har solpaneler. Solpaneler är inte tillräckligt effektiva, ger för mycket vikt, är mindre effektiva på höga höjder och är dyrare än flygbränsle.

Detta är anledningen till att vi ännu inte har ett fungerande solplan.

Solenergi har använts i flygplan tidigare

Solenergi har använts i flygplan tidigare, men det är inte vanligt.

1980 flög Solar Challenger 100 miles med solenergi.

Planet hade 12 000 solceller som genererade tillräckligt med energi för att hålla planet uppe. Planet var dock mycket långsamt och kunde bara stanna i luften i cirka sex timmar.

Solar Impulse är ett färskt exempel på ett soldrivet flygplan. Planet gjorde sin första flygning 2010 och användes för att sätta flera världsrekord.

Solar Impulse har 17 248 solceller som genererar tillräckligt med energi för att hålla planet i luften i upp till 26 timmar. Planet kan dock bara flyga med en hastighet av cirka 30 miles per timme.

Världsrekordet sattes 2016 när Solar Impulse flög från Japan till Hawaii utan att förbruka en enda droppe bränsle.

Solpulsen är inte praktisk för kommersiellt bruk i flygplan, men den visar att solenergi kan användas i flygplan.

Solar Impulse 2 används för närvarande för en jorden runt-flygning.

Så även om solenergi har använts i flygplan tidigare, är det inte en vanlig praxis och det finns fortfarande några tekniska utmaningar att övervinna innan den kan användas allmänt.

Kan flygplansvingar designas om med hjälp av solpaneler?

Flygplansvingar är ett bra ställe att installera solpaneler. Vingarna är redan designade för att stödja den extra vikten och skulle vara vinkelräta mot solen på höga höjder.

Det finns dock vissa utmaningar som måste övervinnas innan solpaneler kan installeras på flygplansvingar. En av utmaningarna är att solceller måste skyddas från vind och väder.

En annan utmaning är att solpanelerna måste böjas när planet rör sig genom luften. Solfångare är vanligtvis gjorda av glas, vilket inte är särskilt flexibelt.

Energitätheten för solpaneler är också ett problem. Solpaneler genererar cirka 0,25 wattimmar per kilogram, vilket inte räcker för att driva ett flygplan under lång tid.

Vingeytan på ett stort passagerarplan är cirka 400 kvadratmeter. Om vi ​​antar att solpanelerna är 50 % effektiva, så skulle vi behöva cirka 200 kilowatt kraft för att hålla planet igång.

Så även om det är möjligt att flygplansvingar skulle kunna designas om med solpaneler i framtiden, finns det fortfarande vissa utmaningar att övervinna.

Vilka är några av fördelarna med att använda solenergi i flygplan?

Om möjligt skulle en soldriven rymdfarkost ha många fördelar:

• Mindre flygbränsle skulle minska utsläppen av växthusgaser.
• Mängden buller och föroreningar skulle minska avsevärt.
• Det skulle göra flygningen betydligt billigare i längden.
• Solpaneler skulle också bidra till att minska vårt beroende av fossila bränslen.

Alla dessa stora fördelar visar tydligt att vi måste hitta ett sätt att använda solenergi i flygplan. Eftersom en av de främsta fördelarna skulle vara kostnadsminskningar för företag är detta något som kommer att vara riktigt lukrativt för flygindustrin.

Tekniken finns definitivt, det är bara att få det att fungera i stor skala. Låt oss hoppas att vi får se fler solcellsdrivna flygplan flyga vår himmel i framtiden!

Slutgiltiga tankar

Solenergi blir mer och mer populärt som ett sätt att generera energi, men det är fortfarande inte möjligt att använda solenergi i flygplan.

Det finns några företag som arbetar för att göra solflygplan till verklighet, men det kommer att dröja några år innan vi ser verkliga framsteg.

Under tiden kan vi alla göra vårt för att minska vårt beroende av fossila bränslen genom att flyga mindre och använda kollektivtrafik när det är möjligt.

Eftersom du är intresserad av flygplan, vad tycker du om solbilar och skulle de ens fungera på natten?