太陽能飛機(jī)儲能是難題(圖)

世界首架太陽能飛機(jī)

全球第一架可以晝夜飛行的太陽能飛機(jī)“陽光動力”，近日成功完成首次試飛。計劃2012年由中國開始它的環(huán)球之旅。今年世博會期間，它的模型還將在中國館、瑞士館、比利時—歐盟館3個場館同時亮相?！瓣柟鈩恿Α笔紫瘓?zhí)行官安德烈·博爾施博格表示，由于長達(dá)14個小時是需要使用電池飛行的，因此儲能是最大技術(shù)難題。

重量僅相當(dāng)于家用汽車

這架太陽能飛機(jī)耗資1億美元，合作伙伴來自7個國家，凝聚了最新科技成果。機(jī)身由超輕碳纖維復(fù)合材料制成，翼展長達(dá)63.4米，堪比一架波音747-400。然而，擁有如此大翅膀的飛機(jī)，即使包括飛行員在內(nèi)，其重量僅相當(dāng)于一輛普通家用汽車，只需兩個成年人便可將其骨架抬起。

每平方米的太陽能板經(jīng)過損耗后提供的能量只有30W，僅能提供一個電燈泡的電力?！瓣柟鈩恿Α憋w機(jī)有200平方米太陽能板，也就相當(dāng)于一顆掛著200個電燈泡的圣誕樹，和一輛電動摩托車電力相當(dāng)。這些電力不僅要維持飛機(jī)起飛，還要保證在夜晚的飛行，技術(shù)難度極高。

真正實現(xiàn)晝夜飛行

白天，“陽光動力”可以上升到9000米的高空，以平均每小時70公里的速度飛行，再將多余的太陽能電力儲存到高性能蓄電池中。到了晚上，重達(dá)400公斤的聚合鋰電池把白天的太陽能轉(zhuǎn)換成電能，可供飛機(jī)夜間持續(xù)飛行8小時。由于碳纖維復(fù)合材料具備耐熱性高的優(yōu)點，飛行員可將白天飛行高度保持在8500到9000米之間，從而達(dá)到最佳的空氣動力學(xué)效率和太陽能利用率。到了晚上，飛行高度逐漸降至1500米左右，也可以減少耗電量，日出之后，飛機(jī)才重新回到高空進(jìn)行“充電”。

“陽光動力”寬闊的機(jī)翼上裝有11628塊太陽能電池板，能為4臺發(fā)動機(jī)提供充足的動力，每臺發(fā)動機(jī)的最大功率為10馬力。

14個小時使用電池

為了提高安全系數(shù)，項目小組為飛行員提供了一系列高科技裝備。例如專用的智能馬甲不僅具備防寒功能，而且與導(dǎo)航設(shè)備相連。一旦飛機(jī)與預(yù)定航向偏離5度以上，馬甲便會發(fā)出強(qiáng)力脈沖以喚醒沉睡中的飛行員。此外，電池組表面的保溫層可以阻止熱量散失，從而確保蓄電裝置在8500米高空、零下40攝氏度的惡劣環(huán)境中維持正常運(yùn)行。

“陽光動力”首席執(zhí)行官安德烈·博爾施博格透露，當(dāng)前飛機(jī)使用的光伏面板，轉(zhuǎn)換效率大約為20%，飛機(jī)必須飛到9000米的高空才能吸取足夠的光熱。如果進(jìn)行環(huán)球飛行，正處于北半球夏天，日照時間更長，但由于太陽升降期間與地平線形成的角度偏低，光伏面板其實無法在整個白天都吸取到光熱。“有長達(dá)14個小時是需要使用電池儲能飛行的，若電池有問題或儲能不足，飛機(jī)不排除墜毀的可能?！币虼?，即使在2012年實現(xiàn)環(huán)球飛行，要真正令太陽能飛機(jī)商用化，還是前路漫漫。要么太陽能電池得到新的發(fā)展，使得動力得到增加；要么改造所有機(jī)場保證其起降。這或許才是飛機(jī)作為太陽能應(yīng)用的終極挑戰(zhàn)。

環(huán)球飛行將從中國始發(fā)

根據(jù)目前的計劃，2012年“陽光動力”將從中國開始其環(huán)球之旅，隨后是日本、美國和歐洲。具體的飛行路線和時間并未最終確定。太陽能飛機(jī)的飛行受天氣影響很大?！帮w機(jī)必須向著太陽飛翔，避免大風(fēng)、大霧甚至下雨的天氣?！卑驳铝摇げ柺┎└癖硎荆瓣柟鈩恿Α北澈蟮膶＜覉F(tuán)隊中還有資深的氣象專家，專為飛行預(yù)測天氣情況。

與目前大多數(shù)太陽能飛機(jī)都是無人機(jī)不同，“陽光動力”能夠容納1名飛行員。盡管只有1個人，但這比無人機(jī)要難得多，是一個重大的突破。2012年進(jìn)行環(huán)球旅行時，新飛機(jī)有望安排兩個座位。

至于太陽能飛機(jī)何時能像商用客機(jī)一樣搭乘許多旅客，現(xiàn)在還未可知。專家表示，“新能源究竟何時能夠替代特種燃料，目前還沒有確定的時間表?！?/p>