איך פועל מרוץ סולארי?

כלי רכב המונעים סולאריים הופכים נפוצים יותר כיום. תאים סולאריים מפעילים מכוניות, סירות, מטוסים ולוויינים בחלל. מירוץ סולארי הוא ספורט הולך וגדל עם תחרויות ברחבי העולם. אפילו צעצועים מסוימים משיגים את כוחם מפאנלים סולאריים.
החל מרכב השמש הצעצועי הבסיסי ביותר ועד הלוויין המתקדם ביותר באמצעות השמש, האלמנטים היסודיים מתקיימים יותר ממאה שנים. הסוללה הראשונה בתא היבש הומצאה בשנת 1895. מכוניות המונעות על ידי החשמל יצאו לדרך בשנת 1900 ופאנל השמש הומצא בשנת 1941. עם כל אחת מהתפתחויות אלה, האנושות התקדמה בהתמדה בצירוף אנרגיית השמש והפיכתה לשלטון.
רתימת אנרגיה סולארית
כלי רכב המונעים על ידי השמש מקבלים את האנרגיה הדרושה להם בכדי לנוע מהשמש. בדרך כלל, על הרכבים יש פאנל סולארי גדול המותקן בראש. צבע הלוח הוא לרוב שחור, שכן הדבר מסייע ביכולתו לספוג אור שמש. חפצים שחורים, לעומת כל צבע אחר, סופגים את כמות האור הגדולה ביותר שנופלת עליהם. בדרך כלל, משמעות הדבר היא שאובייקטים שחורים פשוט מתחממים בשמש, אך עם מרוצים סולאריים האנרגיה מומרת לחשמל באמצעות תאים סולאריים. לוחות אלה מחוברים לסוללה החשמלית של המכונית לאחסון עודף חשמל ומנוע לדלק.
ברמה הבסיסית ביותר, תא סולארי הופך את קרינת השמש לחשמל. תא סולארי טיפוסי מורכב ממבנים יחידים או מפולי-קריסטליים. האיפור האטומי של הסיליקון משתנה ליצירת סוג P (אטומים חסרים אלקטרונים) וסוג ה- N (אטומים המכילים אלקטרונים) גבישי סיליקון המשתמשים בזרחן ובור ליצירת שכבות אינטראקטיביות של חומרים שיגיבו לאור השמש.
כשהם מונחים בשמש, פוטונים מקרינת השמש פוגעים בשכבה העליונה של הסיליקון ויוצרים אלקטרון וחור, מה שמביא להחלפה בלתי מורגשת של אלקטרונים העוברים בין מולקולות מסוג P וגם מסוג N. החלפה קבועה זו יוצרת זרם דרכו נוצר כוח ויוצר מתח. לוחות סולאריים אלה מחוברים אז למכשירים כמו סוללות לאחסון החשמל המיוצר לשימוש ברכב כמו מרוצי שמש.
עיצוב מרוצי שמש
מכיוון שרוכב סולארי מסתמך על כוח מבוסס אור שמש, רוב הרכבים מעוצבים עם משטח רחב לכידת קרני השמש. העיצוב נחוץ בעיקר בגלל חוסר היעילות של לוחות סולאריים. בעולם מושלם, לוח סולרי יכול להמיר את כל האור הנופל על המכונית לאנרגיה. עם זאת, אפילו מיטב התאים הסולאריים של ימינו יכולים להמיר רק כרבע מכוח השמש לחשמל.
התוצאה הסופית היא רכב בעל סוס נמוך מאוד עם תפוקת מנוע אופיינית של כ -2 עד 8 כוחות סוס. הרכב הצרכני הטיפוסי שומר בממוצע בין 100 ל -150 כוחות סוס בהשוואה, מה שאומר שרכבים אלה חייבים להיות מעוצבים קלילים ככל האפשר. המשקל האופייני של רוכב דו-מושב הוא סביב 400 פאונד, ומאפשר לו לשמור על מהירויות מרביות של כמעט 90 מייל לשעה.

מירוץ סולארי כספורט
ענף מרוצי השמש פופולרי למדי באזורים שטופי שמש, כאשר המירוץ הפופולרי ביותר הוא אתגר השמש העולמי באוסטרליה. כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה סולארית מיועדים למירוצי סיבולת בכדי לכסות את המירוץ בן 3,000 הקילומטרים (1,864 מייל) בפרק הזמן הנמוך ביותר.
המכללות והאוניברסיטאות בארצות הברית בונות לרוב מכוניות סולאריות ומירצות אותן. בעוד שהמרוצים בדרך כלל אינם מכסים מרחקים גדולים כמו זה באוסטרליה, הם עדיין משמשים כחוויות למידה מצוינות ומוכיחים תחרות פופולרית בקרב המחלקות האקדמיות במכונים.
מכשירים אחרים המונעים על ידי השמש
רכבים רבים משתמשים באנרגיה סולארית מעבר לטכנולוגיה של מעבר הכביש. לדוגמה, מטוסים המופעלים באמצעות פאנלים סולאריים ממשיכים לגדול בפופולריות בשל היכולות שהם מספקים. התוצאה האידיאלית היא לתכנן רכב המסוגל למקסם את ההמרה של אנרגיה סולארית לטיסות אינסופיות כמעט. על ידי הגעה לגבהים של יותר מ -80,000 רגל (24,380 מטר), ניתן לתפוס יותר אור שמש ולהמיר אותם לפלט חשמל גדול עוד יותר. [תמונות: טיסה חוצה מטוס במונע סולארי]
חללית ג’ונו של נאס”א, הנמצאת בדרכה לחקור את יופיטר, היא החללית הראשונה המונעת באמצעות השמש שחקרה את מערכת השמש החיצונית. יש לו שלושה מערכי שמש גדולים, שכל אחד מהם בגודל של טרקטור-קרוואן.
צעצועי רייסר סולאריים
אפילו יותר פופולרי הוא השימוש בצעצועי שלט רחוק המונעים על ידי השמש כמו מטוסים ומכוניות. במקום להסתמך על סוללות טעונות קיר, למכשירים אלה ישנם לוחות סולאריים זעירים המותקנים על משטחיםיהם כדי לשאוב על אנרגיית השמש וכך ליצור מקור כוח.
צעצועים של רוכב סולארי מעסיקים אותם עקרונות של הכוח הסולארי המשמש למכוניות בגודל מלא. על פני מכשירים אלה ישנם לוחות סולאריים גדולים ושטוחים (לעיתים מעוקלים) המחוברים לסוללה קטנה. המכוניות פועלות ממש כמו כל מכונית בשלט רחוק אחר, אם כי מקור הכוח שלהן תלוי בנוכחות שמש ובכך סובל בימים מעוננים.
רוב צעצועי המירוץ הסולרי דורשים הרכבה מסוימת ומלמדים ילדים כיצד ניתן להשתמש במשהו פשוט כמו אור השמש להפעלת מכשירים יומיומיים. ככל שהמין האנושי ממשיך להסתעף, אנרגיה מתחדשת הופכת למקור כוח פופולרי וחשוב יותר שיש לקחת בחשבון בגלל זמינותו הנקייה והתכופה.

Leave a Comment