Мультироторные беспилотники могут заряжаться в полете с помощью сверхтонких солнечных элементов, чтобы возвращаться на зарядную станцию.
Мультироторные беспилотники могут заряжаться в полете с помощью сверхтонких солнечных элементов, чтобы возвращаться на зарядную станцию.
Ученые из австрийского Университета Иоганна Кеплера в Линце разработали легкие, гибкие клетки солнечных панелей, изготовленные из полупроводникового материала, известного как перовскит. Элементы имеют толщину менее 2,5 микрометра — это лишь 1/20 ширины человеческого волоса. И что немаловажно, они имеют 20,1% эффективность в превращении солнечного света в электричество, а также могут похвастаться выходной мощностью до 44 Вт в грамм.
«Ультратонкие и легкие солнечные батареи не только обладают огромным потенциалом, чтобы революционизировать способ генерирования энергии в аэрокосмической промышленности, но также существует широкий спектр применений, включая переносную электронику и Интернет вещей, которые также могут воспользоваться этой новой технологией», — говорит Кристоф Пуц, один из ведущих авторов исследования.
Для проверки технологии ученые установили кольцеобразный массив из 24 ячеек на коммерчески доступный миниатюрный квадрокоптер CX10, получивший название Solar Hopper. Массив составлял всего 1/25 часть общего веса дополненного самолета, а сами клетки составляли только 1/400 часть.
Во время одной серии испытаний в помещении, которые проводились под искусственным источником света, имитирующего солнечный свет, дрон несколько раз держали в медленном положении в течение 10 секунд, затем приземлялись и оставляли для подзарядки в течение 30 минут. Он успешно завершил шесть из последовательных циклов «зарядка-полет-зарядка» и, вероятно, мог продолжать делать это бесконечно долго.
В другой серии экспериментов Solar Hopper снова зависли на половине газа, но в этот раз оставляли так, пока не разрядился аккумулятор. Эти испытания производились как с подключенной солнечной панелью, так и без нее. Выяснилось, что при подключении солнечных элементов время полета увеличивалось примерно на 6%.
Эта технология предназначена больше для того, чтобы позволить дронам останавливаться и заряжаться там, где доступен солнечный свет, а не для того, чтобы заряжаться во время полета. Кроме того, ученые отмечают, что цифра была бы больше, если бы сам дрон был модифицирован для увеличения его энергоэффективности.
В базовой комплектации загар Solar Hopper с помощью солнечных панелей занимает один час 35 минут, если все его электрические функции выключены.
«Легкие, адаптивные и высокоэффективные фотовольтаики являются ключом к разработке следующего поколения самодостаточных энергетических систем», — отмечает Кристоф Пуц.
