Gli aerei a energia solare sono diventati una realtà relativamente di recente, sebbene le celle solari siano note da oltre 100 anni e i motori elettrici da oltre 150. Ciò è diventato possibile grazie allo sviluppo di celle solari ad alta efficienza e di motori elettrici leggeri e batterie.
Istruzioni
Passo 1
L'aereo a energia solare ottiene l'energia necessaria per il volo da una serie di fotodiodi. A differenza dei loro omologhi, progettati solo per rilevare la presenza di luce, i fotodiodi di potenza sono piatti e hanno una vasta area. Funzionano non in un fotodiodo, ma in modalità fotovoltaica, cioè generano elettricità da soli.
Passo 2
Un fotodiodo, indipendentemente dall'area, genera una tensione di circa 0,5 V. Ma la corrente di carico massima del dispositivo dipende dall'area in proporzione diretta. Se moltiplichi la corrente in ampere per la tensione in volt, ottieni la potenza in watt. Le celle possono essere collegate per formare batterie come quelle galvaniche convenzionali. La connessione in parallelo viene utilizzata per aumentare la corrente e la connessione in serie viene utilizzata per aumentare la tensione. In una luminosa giornata di sole, ci sono diverse centinaia di watt di energia luminosa per metro quadrato. Quanto uscirà dalla batteria dipende dalla sua efficienza.
Passaggio 3
L'efficienza di una batteria solare economica è bassa, dal 5 al 10 percento. Con la potenza necessaria per il volo, risulterà pesante: un aereo con esso difficilmente si solleverà. Solo di recente sono state ottenute batterie fotografiche relativamente economiche con un'efficienza di circa il 30 percento. Sono loro che vengono messi su modelli di aerei sperimentali. Si trovano sulle ali, che hanno una vasta area.
Passaggio 4
I motori a spazzole offrono il miglior rapporto potenza-peso. In passato venivano utilizzati solo nei modelli cordless alimentati a filo. E in questo caso, dovevano essere forzati, il che portava al surriscaldamento degli avvolgimenti e alla rapida usura delle spazzole. Ora molte parti di tali motori sono realizzate in materiali compositi leggeri ma resistenti. Anche le strutture di supporto degli aerei stessi sono realizzate da loro.
Passaggio 5
Anche i grandi aerei a energia solare non sono ancora dotati di equipaggio. Ma i cavi non sono stati usati per controllarli per molto tempo. I comandi vengono impartiti tramite il canale radio e, in risposta, l'operatore riceve un'immagine dalla telecamera in tempo reale. Tutto questo è diventato possibile grazie alla miniaturizzazione dei dispositivi elettronici. Anche le telecamere ei navigatori satellitari sono così leggeri da poter essere sollevati da un aereo elettrico, dove ogni grammo conta.
Passaggio 6
Ma improvvisamente il tempo è cambiato: il sole è scomparso dietro le nuvole. Nonostante questo, l'aereo continua a volare. Riceve energia dagli accumulatori, ma non da quelli pesanti al piombo (non poteva nemmeno sollevarli), ma da quelli leggeri agli ioni di litio. Esattamente lo stesso, solo piccolo, è installato nel tuo cellulare. E se ti capita di trovarti a un'esibizione aerea o a un'esposizione di modellini in cui verrà mostrato un aeroplano solare, assicurati di prendere il cellulare dalla tasca e filmare il volo.
