9.7 Instalacje przenośne - środki transportu
Panele fotowoltaiczne znajdują zastosowanie w środkach transportu jak np.: satelity, samoloty, samochody, jachty, łodzie, tramwaje wodne itp. Pomysłodawcą pierwszego samolotu zasilanego energią słoneczną, przedstawionego na Rys. 1, nazwanego Solar Impulse był Bertrand Piccard. Samolot wykonał swój pierwszy lot w 2010 r., a w 2016 r. zakończyła się jego podróż dookoła świata.
Pierwszy bezzałogowy samolot w Polsce został stworzony przez Koło Naukowe AGH Solar Plane w Krakowie ( Rys. 2 ). Samolot o rozpiętości skrzydeł prawie 4 m waży tylko 5 kg i może osiągać prędkość ok. 50 \( \frac{km}{h} \). Samolot zasilany jest energią z 48 paneli fotowoltaicznych o całkowitej mocy 167 W.
Ogniwa fotowoltaiczne znalazły także zastosowanie w skrzydłach Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, którą przedstawiono na Rys. 3.
Odbiorcą instalacji fotowoltaicznych jest także rynek samochodowy. Samochody elektryczne mogą być ładowane za pomocą elektrycznych stacji ładowania, jak również energią elektryczną wygenerowaną przez ogniwa fotowoltaiczne, które są bezpośrednio zainstalowane na pojeździe. Przykładem zastosowania ogniw fotowoltaicznych do napędzania pojazdów jest samochód elektryczny Lightyear One, którego maska, dach i bagażnik pokryty jest ogniwami PV łącznie o powierzchni 5 \( m^{2} \). Samochód ten został przedstawiony na Rys. 4.
Panele zbudowane z ogniw monokrystalicznego krzemu o wymiarach 156 mm na 156 mm zostały zastosowane w samochodzie Volkswagen T5 California, przedstawionym na Rys. 5. W samochodzie zastosowano elastyczne panele fotowoltaiczne firmy Solbian serii Solbian Flex CP.
Przykładem zastosowania systemów fotowoltaicznych na jednostkach pływających jest statek „Harta”, przedstawiony na Rys. 6. Statek zaprojektowała i wybudowała Stocznia Januszkowice. Zastosowane w statku silniki są produkcji polskiej wykonane przez Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych Komel, natomiast dostawcą fotowoltaiki i baterii jest firma Soltech Service. Panele fotowoltaiczne wykorzystane w projekcie statku posiadają maksymalną moc ok. 8 kW.
Ogniwa słoneczne znajdują zastosowanie również w łodziach. Przykładem może być łódź Vindo 32 należąca do Mayi i Aladino z kanału YouTube Sailing Magic Carpet, którzy za cel obrali opłyniecie świata. Łódź Vindo 32 została wyposażona w elastyczny panel fotowoltaiczny Solbian serii SP o mocy 130 W, zbudowany z monokrystalicznych ogniw krzemowych. Elastyczne panele fotowoltaiczne Solbian serii SP znalazły zastosowanie również w katamaranie Alibi 54, który przedstawiono na Rys. 7.
Na budowę zero-emisyjnej łodzi wyścigowej z napędem elektrycznym wykorzystującej w \( 100\% \) odnawialną energię słoneczną zdecydowali się studenci z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Łódź AGH Solar Boat Team zasilana jest 384 monokrystalicznymi ogniwami fotowoltaicznymi serii SunPower c60, dostarczającymi do 1 kW mocy ( Rys. 8 ). Energia ta gromadzona jest w akumulatorach litowo-jonowych o pojemności 1,5 kWh. Zespół bierze udział w licznych międzynarodowych wyścigach łodzi solarnych i w 2018 r. zajął 3 miejsca w zawodach Monaco Solar & Energy Boat Challenge [1].
Ogniwa fotowoltaiczne znajdują również zastosowanie w namiotach i osłonach przeciwsłonecznych np. w bazie wojskowej Armii Stanów Zjednoczonych w Afryce przedstawionej na Rys. 9.
Innym ciekawym zastosowaniem ogniw fotowoltaicznych jest ich montaż w inteligentnej odzieży wyposażonej w czujniki kontroli parametrów życiowych. Nad tego typu rozwiązaniem pracowali naukowcy z Uniwersytetu Salento z Włoch, którzy opracowali ubranie z zasilaniem ogniwami PV o mocy 265 mW [2].
Jednym z problemów stosowania ogniw fotowoltaicznych na ubraniach stanowi brak odporności na działanie wody. Ubranie odporne na działanie wody z systemem fotowoltaicznym wykonali naukowcy z Tokio. Stworzyli ultracienkie ogniwo fotowoltaiczne pokryte z obydwu stron rozciągliwą i wodoodporną warstwą. Tego typu ogniwo poddane rozciąganiu i działaniu wody nie traci swoich fotowoltaicznych właściwości [3].
Bibliografia
1. "AGH Solar Boat Team": "AGH Solar Boat Team", dostęp:20.10.20202. R. De Fazio, D. Cafagna, G. Marcuccio, A. Minerba, P. Visconti: A multi-source harvesting system applied to sensor-based smart garments for monitoring workers’ bio-physical parameters in harsh environments, Energies 2020, Vol. 13, Iss. 9, (Article Nr) 2161, dostęp:14.12.2020
3. H. Jinno, K. Fukuda, X. Xu, S. Park, Y. Suzuki, M. Koizumi, T. Yokota, I. Osaka, K. Takimiya,T. Someya: Stretchable and waterproof elastomer-coated organic photovoltaics for washable electronic textile applications, Nature Energy 2017, Iss. 2, pp. 780-785, dostęp:14.12.2020