【中国智能制造网 本站原创】太阳能无人机作为近年来无人机领域冉冉升起的“新星”,发展不断提速,受到了世界各国的普遍重视。当前,太阳能无人机续航能力提升已成当务之急,整体复合材料和太阳能电池技术成为两个主要的突破方向。
太阳能无人机续航能力待提升 两大突破方向成关键
近年来,由于无人机技术与太阳能技术的发展,以及节能环保理念和应急通信需求提升,主要大国纷纷开始发展太阳能无人机。
太阳能无人机发展加速 续航能力亟需提升
当前,在太阳能无人机领域,美国仍然处于地位,其在细分领域的研究、开发更为明晰,谷歌、脸书等科技企业正持续加大在这一领域的投入。我国近两年来对于太阳能无人机发展的重视程度也不断提升,取得了较为明显的技术突破,迈入了太阳能无人机发展梯队。
目前的太阳能无人机产品大多受限于种种因素,续航能力有限,与全天候、长航时的发展要求仍有较大差距。例如我国研发的太阳能无人机持续飞行时间暂时都未突破20小时,韩国的同类产品也是如此。
因此,如何提升太阳能无人机的续航能力,充分发挥其理想能力,成为当务之急。
突破方向一:整体复合材料
结构减重是飞机研制的一项重要内容,对于无人机来说同样如此。要想增加续航时间,“减肥”是一个主要的突破方向。
复合材料因其优越特性,普遍应用在通用航空轻型飞机的研发制造上,不仅能够提高飞机整体的性能,同时还起到了整体结构减重的效果。太阳能无人机尺寸巨大,如果采用复合材料,将能实现大幅减重,从而增强续航能力。
近日,由航天科技集团四院43所提供整体复合材料解决方案的太阳能无人机,实现了复合材料部件较以往减重20%的重大跨越,极大提升了该机的续航能力,新一轮试飞创下了国内太阳能无人机长续航时间的纪录。
因此,太阳能无人机续航能力提升,整体复合材料技术的突破至关重要。
突破方向二:太阳能电池
太阳能无人机,续航能力提升当然离不开“太阳能”三个字。
太阳能发电关键就在于太阳能电池。传统的太阳能电池是通过太阳能板吸收转化能量,然后再将能量保存到电池里。
目前,单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,在太阳能电池中光电转换效率颇高,但其制造成本高。而其他种类的太阳能电池虽然成本较低,但是维修、更换频度高,转化率也不理想。所以,如何挖掘太阳能电池不多的升级可能,也是提升太阳能无人机续航能力的主要方向。
据外媒报道,近,日本化学制造公司Kaneka的研究人员开发了一种光线转化率26.3%的太阳能电池,转化效率创下新纪录。但是,研究成果大规模转化商用还需时日,其真实效能还需要市场检验。不过,在改进太阳能电池技术越来越艰难的今天,这一突破已实属不易。
太阳能电池自身提升空间有限,那么引用“外援”实现共同突破也不失为一种方法。在加拿大,一个研究团队利用分子技术,将太阳能电池与锂离子电池结合,研发出了一种名叫“光辅助充电电池”的技术。这种技术未来如果能够成功应用,或许也是一条可以予以重视的突破之路。
虽然当前太阳能无人机发展面临着重重阻碍,但是可以预见的是,在世界各国日益提升的重视程度下,太阳能无人机的关键技术突破指日可待,未来的商用潜力也十分巨大。
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