环绕世界的太阳能赛车 - 彭博社
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在瑞士的西部角落,两支团队正在争夺成为第一个使用太阳能飞行器环绕地球的团队。这并不是一个正式的比赛,但项目的相似性、地理上的接近以及在一个具有巨大潜力的领域中领先的机会使其成为了一场竞争。
PlanetSolar(计划名称)于三月在伊韦尔顿(Yverdon)宣布,该市距离日内瓦一个小时的车程。在那里,一个围绕当地工程学校组织的团队揭示了一个奇怪的、像天鹅一样的物体,长长的白色喙(“波浪穿透器”)从一个覆盖着1930平方英尺太阳能电池板的三体船体中突出。这是一个缩小版的太阳能三体船模型。
另一支团队Solar Impulse(计划名称)已经在洛桑的瑞士联邦理工学院工作了两年,距离伊韦尔顿仅半小时的车程。该团队希望在一架单人驾驶的太阳能飞机上环绕地球。飞机的机翼上装有2700平方英尺的单晶硅太阳能电池,能够依靠自身的动力起飞,并在白天和黑夜中保持飞行。(在“太阳关闭”时飞行是最难解决的问题。)
80天的奇迹。
这两个项目旨在通过使用引人注目的挑战来展示太阳能的潜力,以提高公众对可持续性和清洁能源需求的认识,并促进对环境更尊重的态度。
PlanetSolar背后的男人是34岁的环球旅行者和滑翔机飞行员拉斐尔·达姆扬(Raphael Damjan)和马克·维斯特(Mark Wüst),他负责一家在欧洲小湖泊和河流上运营多艘太阳能船只的公司的技术部门。然而,这是一个不同规模的项目:建造一艘能够运输两个人(达姆扬和可能一位尚未透露姓名的著名水手)环绕世界的三体船,仅依靠太阳的能量。太阳能电池板应足以产生30千瓦的电力,并以15节的速度航行。
团队计划在2008年或2009年进行第一次环绕地球的旅行,这是一场沿赤道路线进行的太阳能航行,分为几个阶段。如果一切顺利,他们将在2010年或2011年尝试在80天内进行不间断的环绕航行——任何与菲勒斯·福克的相似之处都是故意的——沿着旺代环球帆船赛的路线(该路线经过如霍恩角等具有挑战性的水域)。为了这次旅行,他们计划增加氢能,以提高船只的速度和自主性。
合适的选择。
不过,目前这艘三体船仍然只是一个愿景(以及他们网站上的两个视频模拟)。融资方面也没有太多实质性的进展。
正如维斯特在项目发布会上对媒体所说:“太阳能目前对汽车来说是一个相对较差的选择……但它非常适合海上交通。用6千瓦的功率,你可以在汽车上运输两个人,或者在船上运输20个人,因为船只不需要像汽车那样频繁加速、减速和停启。”更不用说船只提供了更大的面板潜力,并且在携带电池方面限制较少。
太阳能飞机是一项更复杂的事业,但太阳能冲击波拥有坚实的资历。它是瑞士探险家和科学家贝特朗·皮卡德(48岁)的创意,他的祖父是第一个乘气球到达平流层的人,而他的父亲则是第一个乘潜水器到达海洋深处——马里亚纳海沟的人。无法再上下挑战,皮卡德选择了横向飞行,并在1999年3月与英国的布赖恩·琼斯一起完成了历史上第一次不间断的热气球环球飞行。
机载电池。
在目前的设计中,太阳冲击号飞机的翼展将达到80米,几乎与新的双层客机空客A380相当。它的重量约为2吨,其中大部分来自于将储存白天积累的能量以便进行夜间飞行的电池。两台发动机应提供40马力的推力。在夜间,飞机将滑行以节省能量,从10,000米下降到3,000米,然后在白天再爬升。
皮卡德和他的团队计划在2008年进行首次试飞,并在2009年进行一次跨大西洋飞行(林德伯gh路线,从纽约到巴黎)。如果一切顺利,他们认为可以在2010年准备好进行一次三段式的世界巡演。与三体船团队不同,太阳冲击号已经筹集到总资金4000万欧元的一半,并且至少有四个主要赞助商(跨国公司索尔维、工程集团达索和阿尔特朗,以及一个本周将公布名称的第四个赞助商),更不用说欧洲航天局的支持了。
像小型太阳能船一样,太阳能飞机已经存在了一段时间。一架名为太阳挑战者的飞行器在1981年飞越英吉利海峡。1990年,埃里克·雷蒙德在他的太阳能滑翔机太阳猎手上分21个阶段穿越美国,最长的一段为400公里,历时2个月。美国国家航空航天局一直在研究无人机,其中一架(名为海利俄斯)在2003年达到30,000米的记录高度后在太平洋坠毁,而另一架名为SoLong的无人机去年在加利福尼亚的莫哈维沙漠飞行了24小时。
强大的催化剂。
环绕地球的冒险和竞赛无疑是太阳冲击号和行星太阳故事的重要组成部分。然而,更有趣的是,这两个团队将面临重大的设计和工程挑战。要成功,他们必须在材料和复合结构方面取得重大进展,这些材料需要坚固且轻便;超高效的太阳能捕获和储存,或电池和电池组;空气动力学;推进;甚至在飞机的情况下,人体生理监测;气象;以及跟踪能源来源——太阳的路线。这使得他们——假设他们能够飞行和漂浮——成为太阳技术发展的强大催化剂,这可能会导致在许多其他领域的应用。
皮卡德说:“我们需要向人们展示可再生能源不是向后退的一步,而是向未来的一次飞跃:如果我们能够在太阳能飞机上环绕世界,这意味着我们可以用可再生能源做令人难以置信的事情。”