Tekniska utmaningar för att bygga sol

Som FAA förutspådde för några år tillbaka har droneförsäljningen för kommersiella ändamål ökat dramatiskt, liksom den globala solenergikapaciteten. Dessa två teknologier tillsammans har väckt förhoppningarna att se soldrivna drönare flyga högt upp i himlen. Många små privata företag, stora tech- och flygjättar som Airbus, Boeing, Google, AeroVironment, Sunbirds SAS, Sunlight Aerospace, etc. har redan funnits på marknaden under ganska lång tid nu och arbetar intensivt för utveckling av soldrivna drönare..

Fokus på ökad användning av förnybara energikällor förväntas öka marknadens tillväxt i större utsträckning och tillämpningen av drönare inom flygfotografering, solodling, datainsamling, jordbruksodling, gruvdrift etc. driver tillväxten av den soldrivna drönarmarknaden. Enligt den globala soldrivna UAV-marknaden 2020-2024-rapporten förväntas den soldrivna UAV-marknaden växa med $ 485,46 miljoner fram till 2024 och utvecklas till en CAGR på 10%.

Utan tvekan har soldrivna UAV: ​​er visat intressanta möjligheter för hög höjd och lång uthållighet, men nuvarande soldrivna UAV: ​​er är extremt lätta och ömtåliga och har små nyttolaster. När det gäller vikt och energi som fångats blir solpanelerna mer och mer effektiva men frågan som återstår att besvara är - Hur genomförbara är soldrivna drönare och vilka är de tekniska problem som flygföretagen står inför? Vi har pratat i detalj om UAV: erna, deras typer och deras tillämpning i en av våra artiklar. Idag bestämde vi oss för att belysa soldrivna drönare, deras genomförbarhet och tekniska svårigheter.

Vad är genomförbarheten med soldrivna drönare?

Väderberoende, avsaknad av strikta regler, stigande UAV-incidenter etc. är de viktigaste faktorerna som minskar genomförbarheten för soldrivna UAV. Tekniskt sett levererar solen 100% energi och för att en drönare ska kunna lagra och använda solenergi krävs ett stort område där solpaneler kan installeras. Dessutom måste solpaneler vara 100% effektiva. Låt oss prata om svårigheterna / utmaningarna som måste lösas för en soldriven drönare för att maximera solenergisamlingen.

Stor yta krävs för solpaneler

De soldrivna drönarna har låga underhållskostnader och säkerställer att de minskar koldioxidavtrycket i stor skala men för att säkerställa hög effektivitet krävs ett stort område för att solpanelerna ska installeras. Solpanelerna i soldrivna drönare installeras på fasta vingar. Ju större paneler, desto mer suger de upp från solen. Att öka drönans storlek enormt kan hjälpa till att utnyttja solenergi optimalt och det är där problemet ligger. Klumpiga solpaneler är inte alls möjliga för drönare. Problemet hanteras av olika företag som arbetar med nästa generations flexibla, tunna och lätta solpaneler som används i stor utsträckning.

Samling och användning av solenergi

Eftersom den skördade solenergin varierar avsevärt med tiden varierar energiförbrukningen av den soldrivna UAV i enlighet därmed. Sannolikheten för ett strömavbrott är hög på morgonen på grund av lägre skördad kraft och fortsätter att öka fram till middagstid. Efter middagstid minskar den skördade effekten och energiförlusten minskar också. Under lunchtid är den skördade solenergin relativt högre. Därför minskar tiden att ladda batteriet till samma nivå.

Vad är lösningen då?

På grund av ökningen av kraftproduktionskapaciteten för solenergi, sker flera framsteg på den solenergidrivna marknaden globalt. Dessutom utforskar organisationer nya möjligheter för att använda soldrivna UAV för olika ändamål och ta itu med frågor på global nivå. Med denna tillämpning av drönare inom olika branscher pågår forskning som ersätter ersättning av strukturella komponenter i UAV med kraftlagring och kraftgenereringsenheter för att förbättra flyguthållighet och prestandafunktioner hos soldrivna UAV.

Att placera solceller på drönare är inte den enda drone-tekniken där forskning och utveckling äger rum. Flygbolag arbetar för att minska den parasitvikt som är hög på grund av de nödvändiga kraftsystemen ombord. Dessutom försöker man inkludera litiumpolymerbatterier och energiproduktionsanordningar såsom solceller. Olika fria energigenererande enheter, nämligen. strukturella energilagringsanordningar, termoelektriska generatorer strukturella solceller etc. används för att få drönaren att flyga effektivt. Dessutom görs ansträngningar för att förbättra flygplanets kraft / vikt-förhållande och möjliggöra för en struktur att motstå olika nominella och icke-nominella aerodynamiska belastningsförhållanden som den kan uppleva under flygningen.

Solar tree och EV laddare utvecklas av företag som Envision Solar. Detta företag i Kalifornien har också utformat EV ARC (som fungerar som en drönarladdare) för att ta itu med avstånds- och avståndsrelaterade problem. Den UAV ARC är helt off-grid och är utrustad med batterier vilket gör produkten mycket mer skalbar. Enheten är inte bara avsedd att användas för laddning av drönarflottor utan också för att samla information om soldronor och ge rapportprestandainformation.

Vi fick chansen att prata med Shweta Patil, teknologspecialist på ISPAGRO Robotics, och förstått några tekniska aspekter i utformningen av soldrivna drönare och även om deras genomförbarhet. Här är vad hon sa:

Nya framsteg som har ägt rum i soldrivna drönare

Från och med år 2017 då Facebooks soldrivna drönare med en vingutsträckning av en Boeing 737 tog ett flyg till år 2019 när kinesisk soldriven drönare - Meiying flög i 10-timmars långdistans i svagt upplyst vinter flera soldrivna drönare har tagit testflygningar. Medan vissa visade sig vara framgångsrika, behöver vissa förbättras på olika fronter. Nyligen tog SB4 Phoenix soldriven drönare av Sunbirds flyg och korsade två gånger Engelska kanalen och gjorde en tur-retur från Sangatte till Dover. Låt oss titta närmare på några av de soldrivna drönare som nyligen har tagit flyg.

HAWK30 - Pseudosatelliter med hög höjd (HAPS)

Detta är en obemannad, långvarig soldriven UAV utvecklad i samarbete mellan Tokyo-baserade SoftBank-dotterbolag HAPSMobile och USA: s försvarsentreprenör AeroVironment. HAWK30 slutförde ett testflyg på ett NASA-forskningscenter i Kalifornien i september 2019 och pågår för att börja tillhandahålla HAPS-baserade tjänster 2023. Drönaren är konstruerad av lätta material, har 10 propellrar och en 256-fots vingspännvidd. Solpanelerna är installerade på vingytan för att mata ett litiumjonbatteri med hög energidensitet som gör det möjligt för UAV att fortsätta flyga och sända även efter solnedgången.

SB4 Phoenix

Denna helt autonoma soldrivna drönare från Sunbirds tog flyg den 14 september 2020 genom att korsa två gånger Engelska kanalen och göra en rundresa från Sangatte till Dover. Denna lätta soldrivna drönare uppnådde 100 km och 2 timmar 21 minuter. flyg över havet från ett land till ett annat med 100% laddade batterier vid ankomst.

Koreas soldrivna drönare EAV3

Nyligen slutförde EAV3 från Korea Aerospace Research Institute (KARI) sitt längsta kontinuerliga flyg på 53 timmar i hög höjd där luften var otillräcklig. Denna soldrivna UAV är utrustad med ultraenergitäta celler, den är 9 meter lång, med en vingbredd på 20 meter och väger cirka 21 kg (46 pund). Det flög på en höjd av 12-18 kilometer i stratosfären i 16 timmar och slog rekordet för en soldriven drönare som slutförde en 90-minutersflyg på en höjd av 18 kilometer 2016.

Google / Titan Aerospace: Solara 50 Boeing / DARPA: SolarEagle, Aurora Flight Sciences: Odysseus, BAE Systems: PHASA-35, Chinese Academy of Aerospace Aerodynamics (CAAA): Caihong (Rainbow) T-4, Facebook / Ascenta: Aquila, Airbus: Zephyr-S är några av de andra soldrivna UAV-drönare som har designats och utvecklats under de senaste åren.

Att se lösningarna och bevittna fler och fler företag som går med i vagnen är det svårt att inte förutsäga de ljusa utsikterna som ligger framför soldrivna UAV. Arbetet pågår aktivt över hela världen för att utveckla denna teknik som ska användas på flygplan, främst för att den kan utföra uppgifter på ett miljövänligt sätt till en lägre kostnad. Från att hjälpa till med olika militära operationer, datainsamling och drönarbaserad leverans för katastrofhjälp och kommersiella återförsäljare har soldrivna UAV: ​​er gjort det betydligt mer effektivt och ekonomiskt att få saker gjort. Vi har inte fel när vi ringer till soldrivna UAV: ​​er och nästa stora sak!