Электровелосипед на солнечной батарее

В этой статье рассмотрим электровелосипед на солнечной батарее. Данные Dutch National Travel Survey в Нидерландах и исследование проведенное в 2017 году показали, что основная целевая группа электровелосипедов на солнечных батареях — это люди в возрастной группе от 40 до 60 лет, с ежемесячным доходом более 2500 евро. Некоторые авторы научных статей предполагают, что электровелосипеды работающие на солнечной энергии, могут стать распространенным средством передвижения постепенно заменяя традиционные транспортные средства.

Что такое электровелосипед на солнечной батарее?

«Электровелосипед на солнечной батарее» (solar-powered e-bikes) — это велосипед с аккумуляторной батареей, электромотором и интегрированными фотоэлектрическими (PV) элементами на колесах или раме, которые позволяют заряжать батарею при парковке и во время поездок.

Кроме того, электровелосипедом на солнечной батарее называют обычный электровелосипед, который заряжается от стационарной или мобильной системы зарядки на основе фотоэлектрических (PV) солнечных модулей во время парковки или при движении (с прицепа).

Таким образом, термин «электрический велосипед на солнечной батарее» охватывает оба типа электровелосипедов:

• заряжаемых посредством стационарных, переносных, или прицепных солнечных батарей
• оборудованных встроенными фотоэлементами (последние также называют: solar e-bikes).

История

В 1842 году Александр Эдмон Беккерель открыл эффект преобразования света в электричество. Чарльз Фриттс начал использовать селен для превращения света в электричество. Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком Джакомо Луиджи Чамичаном.

25 марта 1948 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Уже через 10 лет, 17 марта 1958 года, в США был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Авангард-1». 15 мая 1958 года в СССР также был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Спутник-3».

О экспериментах по созданию электротранспорта на солнечных батареях во второй половине ХХ века рекомендуется почитать книгу Александра Пополова «Исповедь солнцегонщика» (в сети отсутствует; кто может оцифровать, присылайте, опубликую тут).

В 2000 годах самодельные электровелосипеды на солнечных батареях начали появляться массово. В настоящее время несколько моделей запущены в мелкосерийное производство.

В 2015 году премию Red Dot Design Award 2015 Winner получил электровелосипед Leaos Solar со встроенными в раму фотоэлектрическими элементами, но из-за высокой цены (около 9000 $) довольно быстро исчез из продажи. Сейчас компания Leaos созданием «солнечных» электровелосипедов не увлекается производя обычные, с питанием от розетки.

Африканская компания пытается производить дешевые трехколесные электровелосипеды Solar-E-Cycle на солнечных батареях.

Массового производства электровелосипедов с солнечными батареями не наблюдается.

А нужен ли электровелосипед с солнечной батареей?

Результаты опросов тестеров в Голландии показывают, что электровелосипед с интегрированными фотоэлектрическими элементами на колесах или раме готовы приобрести только 14% участников тестирования. Около 86% участников не желают приобретать это транспортное средство, даже если их отзывы и опыт использования электровелосипеда с интегрированными фотоэлектрическими элементами были весьма положительными.

Причинами этого являются, главным образом, высокая стоимость покупки (в Голландии от 1500 до 6000 евро), дополнительные затраты (например, безопасное парковочное место, дорогой противоугонный механизм, уязвимость фотоэлементов при авариях, расходы на обслуживание и т. д.). Кроме того, дополнительные расходы на солнечную панель (около 40 центов/ватт в 2017 году) и высокая парусность электровелосипеда со встроенными в колеса фотоэлементами.

Результаты опроса показали, что высокая парусность при наличии ветра сильно ухудшает управляемость и является одной из самых больших проблем, с которыми пользователи столкнулись во время тестов.

Фотоэлементы на колесах электровелосипеда в облачную погоду
погоду могут дать от 1 до 10 W, в зависимости от времени, которое велосипед припаркован под рассеянным светом. К сожалению, менее 10 W за 8 часов позволяет зарядить батарею лишь частично. Поэтому парковочные места оборудованные солнечными батареями большой площади кажутся более эффективным решением по сравнению с «солнечными» электровелосипедами.

Можно сделать вывод, что до появления супер-эффективных фотоэлектрических элементов, которые могут интегрироваться в раму ожидать массового производства «солнечных» электровелосипедов бессмысленно.

Электровелосипед на солнечной батарее и туризм

Относительно популярным типом электровелосипеда на солнечной батарее оказались самодельные конструкции предназначенные для дальних автономных путешествий оборудованные прицепами несущими фотоэлектрические элементы и полезный груз. При этом наличие груза в прицепе улучшает управляемость, поскольку без груза прицеп за счет парусности делает поездки опасными при сильном ветре.

Бельгийский велотурист Benoit Vanden Haute сообщает, что его электровелосипед (мотор работает ассистируя педалированию) может проехать 40-60 км в пасмурные дни и неограниченное расстояние, когда светит солнце. Транспортные сумки с креплением на переднюю вилку и багажник, а также велоприцеп позволяют перевозить около 100 кг полезного груза включающего каяк, оборудование для дайвинга, палатку, два спальных мешка для теплой или холодной погоды и другие нужные в путешествии вещи.

Некоторые конструкции прицепов позволяют велосипедисту поворачивать солнечную батарею ориентируя ее для более эффективной работы непосредственно в движении.

Последние десятилетия на электровелосипедах с прицепами несущими солнечную батарею большой площади проделывают весьма длительные путешествия через континент. Обычно маршруты Европа — Юго-Восточная Азия проходят через Россию.

Часто обсуждаемые на форумах попытки наладить зарядку батареи электровелосипеда посредством компактных солнечных батарей довольно бессмысленны, поскольку электровелосипед — не смартфон. Чудес не бывает. Хочешь заряжать электробайк вдали от розеток — вози с собой большую солнечную батарею или бензогенератор с канистрой бензина.

Заключение

Массового производства электровелосипедов с интегрированными в раму и колеса фотоэлементами в ближайшие годы ожидать не приходится. Как минимум до появления более эффективных фотоэлементов. Но кое-какие разработки появляются, в том числе и в России (солнцекат «Фермер»).
Строительство электрозаправок для автомашин на электроприводе в ближайшие годы частично решит проблему зарядки батарей электровелосипедов в дальних поездках. Для автономных путешествий все так же будут использоваться прицепы.

Дмитрий Константинов