Güneş araba yarışı - Solar car racing

Güneş enerjisiyle çalışan araba yarışları , arabanın yüzeyindeki güneş panellerinden elde edilen güneş enerjisiyle çalışan elektrikli araçların ( güneş arabaları ) rekabetçi yarışlarını ifade eder . İlk güneş arabası yarışı 1985 yılında Avrupa, ABD ve Avustralya'da benzer birçok yarışa yol açan Tour de Sol'du . Bu tür zorluklar genellikle üniversiteler tarafından öğrencilerinin mühendislik ve teknolojik becerilerini geliştirmek için girilir , ancak birçok ticari şirket geçmişte yarışmalara katılmıştır. Lise öğrencileri için özel olarak tasarlanmış güneş arabası yarışlarına az sayıda lise takımı katılmaktadır.

Mesafe yarışları

En dikkate değer iki güneş arabası mesafesi (kara) yarışı, World Solar Challenge ve American Solar Challenge'dır . Çeşitli üniversite ve şirket ekipleri tarafından itiraz edilirler. Kurumsal ekipler, tasarım ekiplerine hem alternatif enerji kaynakları hem de gelişmiş malzemelerle çalışma deneyimi kazandırmak için yarışlara katılıyor. Üniversite ekipleri, öğrencilerine yüksek teknolojili arabalar tasarlama ve çevre ve ileri malzeme teknolojisi ile çalışma deneyimi kazandırmak için katılırlar. Bu yarışlar genellikle hükümet veya eğitim kurumları ve Toyota gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını teşvik etmek isteyen işletmeler tarafından desteklenmektedir.

Destek

Arabalar, profesyonel motor yarışı takımlarına benzer büyüklükte yoğun destek ekipleri gerektirir. Bu, özellikle yarışın bölümlerinin çok uzak ülkelerden geçtiği World Solar Challenge için geçerlidir. Güneş arabası, küçük bir destek arabası kervanının refakatinde seyahat edecek. Uzun mesafeli bir yarışta, her güneş arabasının önünde, yarış arabasının önündeki sorunları veya engelleri tanımlayabilen bir lider araba bulunur. Güneş arabasının arkasında, yarış hızının kontrol edildiği bir görev kontrol aracı olacak. Burada taktik kararlar, güneş arabasından gelen bilgilere ve hava ve arazi ile ilgili çevresel bilgilere dayanarak verilir. Görev kontrolünün arkasında, tüm ekip için yedek sürücüleri ve bakım desteğinin yanı sıra malzeme ve kamp ekipmanı taşıyan bir veya daha fazla araç olabilir.

Dünya Güneş Yarışması

Ana madde: Dünya Güneş Yarışması

Bu yarış, Avustralya kıtasını geçmek için yarışan dünyanın dört bir yanından bir yarışmacı alanına sahiptir . World Solar Challenge'ın 30. Yıldönümü yarışı Ekim 2017'de yapıldı. Haziran 2006'da bu yarış için güvenliği artırmak, yeni nesil bir güneş arabası inşa etmek için büyük düzenleme değişiklikleri yayınlandı. sürdürülebilir ulaşım için öneri ve önceki yıllarda hız sınırını (110 km/s) kolayca aşabilecek ana yarışta arabaları yavaşlatmayı amaçladı.

2013'te etkinliğin organizatörleri, yarışmacıları "pratik" bir güneş enerjili araç tasarlamaya teşvik etmek için tasarlanan Cruiser Sınıfını World Solar Challenge'a tanıttı. Bu yarış, araçların dört tekerleği ve yolcular için dik oturma yeri olmasını gerektirir ve zaman, yük, yolcu milleri ve harici enerji kullanımı gibi bir dizi faktöre göre değerlendirilir. Hollandalı TU Eindhoven güneş yarış takımı, Stella araçlarıyla Cruiser Class'ın ilk galibi oldu .

Amerikan Güneş Yarışması

Ana madde: American Solar Challenge

Daha önce 'Kuzey Amerika Solar Mücadelesi' ve 'Sunrayce' olarak bilinen American Solar Challenge, Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da zamanlanmış aralıklarla yarışan çoğunlukla üniversite takımlarını içeriyor. Yıllık Formula Sun Grand Prix pist yarışı, ASC için bir niteleyici olarak kullanılır.

American Solar Challenge, kısmen birkaç küçük sponsor tarafından desteklendi. Ancak, 2005 yılının sonlarına doğru finansman kesildi ve NASC 2007 iptal edildi. Kuzey Amerika güneş yarışları topluluğu bir çözüm bulmak için çalıştı ve Toyota'yı 2008 yarışı için ana sponsor olarak getirdi. Toyota o zamandan beri sponsorluğu bıraktı. Son Kuzey Amerika Güneş Yarışması, 2016 yılında Brecksville, OH'den Hot Springs, SD'ye yapıldı. Yarış Michigan Üniversitesi tarafından kazanıldı . Michigan, düzenlendiği son 6 kez yarışı kazandı.

Dell-Winston Okulu Güneş Arabası Yarışması

Ana madde: Dell-Winston Okulu Güneş Arabası Yarışması

Dell-Winston School Solar Car Challenge, lise öğrencileri için yıllık güneş enerjili araba yarışıdır. Etkinlik, dünyanın her yerinden, ancak çoğunlukla Amerikan liselerinden ekipleri çekiyor. Yarış ilk olarak 1995 yılında yapıldı. Her bir etkinlik, Winston Güneş Arabası Ekibi tarafından başlatılan iki yıllık bir eğitim döngüsünün son ürünüdür. Tek sayılı yıllarda, yarış Round Rock, Teksas'taki Dell Diamond'da başlayan bir yol parkurudur; kursun sonu yıldan yıla değişir. Çift sayılı yıllarda, yarış Texas Motor Speedway çevresinde bir pist yarışıdır. Dell, 2002'den beri etkinliğe sponsor oldu.[1]

Güney Afrika Güneş Yarışması

Ana madde: Güney Afrika Güneş Mücadelesi

Güney Afrika Solar Challenge Güney Afrika uzunluğu ve genişliği boyunca bir iki yılda, iki haftalık güneş enerjili araba yarış. 2008'deki ilk meydan okuma, bu etkinliğin halkın ilgisini çekebileceğini ve FIA'dan gerekli uluslararası desteğe sahip olduğunu kanıtladı. Eylül ayının sonlarında, tüm katılımcılar Pretoria'dan kalkacak ve Cape Town'a gidecek, ardından 11 gün sonra Pretoria'daki bitiş çizgisine geri dönerken tırmanışı tırmanmadan önce sahil boyunca Durban'a gidecekler. Etkinlik (hem 2008 hem de 2010'da), Uluslararası Solarcar Federasyonu (ISF), Fédération Internationale de l'Automobile (FIA), World Wildlife Fund (WWF) tarafından onaylandı ve bu 3 organizasyondan onay alan ilk Solar Race oldu. Son yarış 2016'da gerçekleşti. Sasol , etkinliğin isim haklarını alarak South Africa Solar Challenge'a verdikleri desteği doğruladı, böylece sponsorlukları süresince etkinlik Güney Afrika Sasol Solar Challenge olarak biliniyordu.

Carrera Solar Atacama

Carrera Solar Atacama, Latin Amerika'da türünün ilk güneş enerjili araba yarışıdır; yarış, Şili'nin kuzeyindeki Santiago'dan Arica'ya kadar 2.600 km'yi (1.600 mi) kapsar. Yarışın kurucusu La Ruta Solar, Atacama Çölü'nü geçerken karşılaşılan 8,5 kWh/m 2 /gün'e varan yüksek güneş radyasyonu seviyeleri ve zorlu katılımcı ekipler nedeniyle araç yarışlarının en uç noktası olduğunu iddia ediyor. deniz seviyesinden 3.500 m (11.500 ft) yüksekliğe tırmanmak. 2018 yarışından sonra La Ruta Solar, 2020 için bir sonraki yarışını düzenledi, ancak asla olmadı. 2019'un sonunda organizasyon finansman sıkıntısı yaşadı ve yarışı iptal etmeye karar verdi. Birkaç ay sonra iflas ilan ettiler.

Diğer ırklar

Güneş sürükleme yarışları

Güneş sürüklenme yarışları, güneş yarışlarının başka bir şeklidir. Uzun mesafeli güneş yarışlarından farklı olarak, güneş arabaları herhangi bir pil veya önceden şarj edilmiş enerji depolama cihazı kullanmaz . Yarışçılar düz bir çeyrek kilometrelik bir mesafe boyunca kafa kafaya giderler. Şu anda, her yıl yaz gündönümüne en yakın Cumartesi günü Wenatchee, Washington, ABD'de bir güneş sürükleme yarışı düzenleniyor. Bu olay için dünya rekoru 23 Haziran 2007'de South Whidbey Lisesi takımı tarafından belirlenen 29.5 saniyedir.

Model ve eğitici güneş yarışları

Solar araç teknolojisi küçük ölçekte uygulanabiliyor, bu da onu STEM alanlarında eğitim amaçlı ideal hale getiriyor . Bazı olaylar şunlardır:

Model Güneş Aracı Yarışması Victoria

Victorian Model Solar Vehicle Challenge, Victoria'da 1. sınıftan 12. sınıfa kadar öğrenciler tarafından üstlenilen bir mühendislik yarışmasıdır . Öğrenciler ister araba ister tekne olsun, kendi araçlarını tasarlar ve inşa ederler. Bu etkinlik şu anda her yıl Ekim ayında ScienceWorks'te ( Melbourne ) düzenlenmektedir . İlk etkinlik 1986'da yapıldı. Yarışmanın amacı, öğrencilere STEM'de çalışmanın nasıl bir şey olduğu konusunda bir deneyim sağlamak ve yenilenebilir teknoloji ile neler başarılabileceğini anlamaktır .

Genç Güneş Sprint

Junior Solar Sprint, 1980'lerde Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından küçük çocuklara yenilenebilir enerji kullanımının önemini ve zorluklarını öğretmek için oluşturuldu . Proje ayrıca öğrencilere mühendislik sürecinin nasıl uygulandığını ve güneş panelleri , şanzıman ve aerodinamiğin pratikte nasıl kullanılabileceğini öğretiyor .

Hız kayıtları

Uluslararası Otomobil Federasyonu (FIA)

FIA sadece güneş enerjisiyle çalışan araçlar için bir kara hız rekorunu tanır. Mevcut rekor, Twente Üniversitesi'nden Solar Team Twente tarafından SolUTra arabaları ile kırıldı. 37.757 km/s'lik rekor 2005'te kırıldı. Rekor, uçan 1000 m'lik bir koşuda gerçekleşir ve zıt yönlerde 2 koşunun ortalama hızıdır.

Temmuz 2014'te, New South Wales Üniversitesi'ndeki UNSW Sunswift güneş yarış ekibinden bir grup Avustralyalı öğrenci, 500 kilogramdan (1,100 lb) daha hafif ve en hızlı elektrikli otomobil için güneş arabalarında bir dünya rekoru kırdı. tek bir pil şarjı ile 500 kilometre (310 mil) seyahat. Bu özel rekor, FIA adına Avustralya Motor Sporları Konfederasyonu tarafından denetlendi ve güneş enerjisiyle çalışan arabalara değil, herhangi bir elektrikli arabaya özel ve bu nedenle deneme sırasında güneş panellerinin elektrik sistemlerinden bağlantısı kesildi. 1988'de belirlenen saatte 73 kilometre (45 mil / saat) olan önceki rekor, 500 kilometre (310 mil) mesafede saatte ortalama 107 kilometre (66 mil / saat) hızla ekip tarafından kırıldı.

Guinness dünya rekoru

HMAS Albatros'ta hız rekoru denemeleri sırasında Sunswift IV ve kontrol aracı .

Guinness Dünya Rekorları , yalnızca güneş panelleriyle çalışan araçlar için bir kara hız rekoru tanıyor. Bu rekor şu anda Sunswift IV arabasıyla New South Wales Üniversitesi tarafından tutuluyor . 25 kilogramlık (55 lb) pili çıkarıldı, böylece araca yalnızca güneş panelleri ile güç sağlandı. Saatte 88,8 kilometre (55.2 mph) rekor deniz hava üssünde 7 Ocak 2011 tarihinde kuruldu HMAS  Albatross içinde Nowra önceden elinde bulunan rekoru kırarak, General Motors araba Sunraycer saat (48.7 mph) başına 78,3 kilometrelik. Kayıt, 500 metrelik (1,600 ft) bir uçuş boyunca gerçekleşir ve zıt yönlerde iki koşunun ortalamasıdır.

çeşitli kayıtlar

Avustralya Kıtalararası (Perth - Sidney) Hız Rekoru

Perth'den Sidney'e Kıtalararası rekoru, Solar Car Racing'de belirli bir cazibeye sahiptir. Hans Tholstrup (Dünya Güneş Challenge kurucusu) ilk bu yolculuğu tamamlamış Sessiz ACHIEVER Bu araç toplanmasında 1983 yılında 20 günün altında Avustralya Ulusal Müzesi de Canberra .

Rekor, Dick Smith ve Aurora Güneş Aracı Birliği tarafından Aurora Q1'de yarışan tarafından kırıldı.

Mevcut rekor 2007 yılında UNSW Solar Racing Team tarafından Sunswift III mk2 arabaları ile kırıldı.

Araç tasarımı

Güneş arabaları, havacılık , bisiklet , alternatif enerji ve otomotiv endüstrilerinde kullanılan teknolojiyi birleştirir . Çoğu yarış arabasının aksine, güneş arabaları , yarış düzenlemelerinin dayattığı ciddi enerji kısıtlamaları ile tasarlanmıştır . Bu kurallar, kullanılan enerjiyi , tam olarak şarj edilmiş bir pil takımıyla başlasa da, yalnızca güneş radyasyonundan toplananla sınırlar . Bazı araç sınıfları da insan gücü girişine izin verir. Sonuç olarak, tasarımın aerodinamik sürtünmeyi, araç ağırlığını, yuvarlanma direncini ve elektrik verimliliğini hesaba katacak şekilde optimize edilmesi çok önemlidir.

Günümüzün başarılı araçları için olağan bir tasarım, tamamen hücrelerle kaplı, 3 tekerlekli, kavisli kanat benzeri bir dizinin ortasındaki küçük bir kanopidir. Daha önce, panele düzgün burunlu hamamböceği tarzı daha başarılıydı. Daha az güçlü diziler ile daha düşük hızlarda, diğer konfigürasyonlar uygulanabilir ve inşa edilmesi daha kolaydır, örneğin mevcut elektrikli araçların mevcut yüzeylerini güneş pilleri ile kaplamak veya bunların üzerine güneş kanopilerini sabitlemek.

Yarış araçları 2005 Kuzey Amerika Güneş Enerjisi Yarışması'nda bitiş çizgisine doğru ilerliyor.

Elektrik sistemi

Elektrik sistemi, sisteme giren ve çıkan tüm gücü kontrol eder. Pil takımı araç sabit veya yavaş ya da yokuş aşağı yolculuk olduğunda depolar artı güneş enerjisi üretti. Güneş arabaları kurşun-asit piller , nikel-metal hidrit piller ( NiMH ), nikel-kadmiyum piller ( NiCd ), lityum iyon piller ve lityum polimer piller dahil olmak üzere bir dizi pil kullanır .

Elektrik sistemini optimize etmek için güç elektroniği kullanılabilir. Maksimum güç izleyici, güneş enerjisi dizisinin çalışma noktasını belirli koşullar, örneğin sıcaklık için en fazla gücü üreten voltaja ayarlar . Pil yöneticisi pilleri aşırı şarjdan korur. Motor kontrolörü, istenen motor gücünü kontrol eder. Birçok kontrolör rejeneratif frenlemeye izin verir, yani yavaşlama sırasında güç aküye geri beslenir.

Bazı güneş arabaları, tüm elektrik sistemini izleyen karmaşık veri toplama sistemlerine sahipken, temel arabalar akü voltajını ve motor akımını gösterir. Değişen güneş enerjisi üretimi ve güdü tüketimi ile mevcut menzili değerlendirmek için bir amper-saat ölçer, akü akımını ve hızını çarpar, böylece verilen koşullarda her an kalan araç menzilini sağlar.

Çok çeşitli motor tipleri kullanılmıştır. En verimli motorlar %98 verimliliği aşar. Bunlar , neodimiyum-demir-bor mıknatıslar için Halbach dizi konfigürasyonuna ve sargılar için Litz teline sahip fırçasız üç "fazlı" DC, elektronik olarak komütasyonlu tekerlekli motorlardır . Daha ucuz alternatifler asenkron AC veya fırçalı DC motorlardır.

1992'de Ford Proving Grounds'ta bir test şasisi.

mekanik sistemler

Mekanik sistemler, mukavemet ve sertliği korurken sürtünmeyi ve ağırlığı minimumda tutmak için tasarlanmıştır. Tasarımcılar, oldukça hafif olmakla birlikte dayanıklılık ve sertlik gereksinimlerini karşılayan bir yapı sağlamak için normalde alüminyum, titanyum ve kompozitler kullanır. Çelik, birçok otomobilde bazı süspansiyon parçaları için kullanılır.

Güneş arabalarının genellikle üç tekerleği vardır, ancak bazılarının dört tekerleği vardır. Üç tekerlekli araçlarda genellikle iki ön tekerlek ve bir arka tekerlek bulunur: ön tekerlekler yönlendirir ve arka tekerlek takip eder. Dört tekerlekli araçlar, normal arabalar gibi veya iki arka tekerleği birbirine yakın olan üç tekerlekli araçlara benzer şekilde kurulur.

Güneş arabaları , değişen gövde ve şasi nedeniyle çok çeşitli süspansiyonlara sahiptir . En yaygın ön süspansiyon, çift ​​salıncaklı süspansiyondur . Arka süspansiyon, motosikletlerde olduğu gibi, genellikle arka kollu bir süspansiyondur.

Güneş arabalarının, frenler için katı standartları karşılaması gerekir. Disk frenler , iyi frenleme yetenekleri ve ayarlama yetenekleri nedeniyle en yaygın olarak kullanılanlardır. Hem mekanik hem de hidrolik frenler yaygın olarak kullanılmaktadır. Fren balataları veya pabuçları tipik olarak önde giden arabalarda fren sürtünmesini en aza indirmek için geri çekilecek şekilde tasarlanmıştır.

Güneş arabaları için direksiyon sistemleri de değişir. Direksiyon sistemleri için ana tasarım faktörleri, lastik aşınmasını ve güç kaybını en aza indirmek için verimlilik, güvenilirlik ve hassas hizalamadır. Güneş enerjisiyle çalışan otomobil yarışlarının popülaritesi, bazı lastik üreticilerinin güneş enerjisi araçları için lastikler tasarlamasına yol açtı. Bu, genel güvenliği ve performansı artırdı.

Tüm üst düzey ekipler artık kayış veya zincir tahriklerini ortadan kaldıran tekerlek motorları kullanıyor.

Test, bir yarıştan önce araç güvenilirliğini göstermek için çok önemlidir. İki saatlik bir avantaj elde etmek için yüz bin dolar harcamak ve güvenilirlik sorunları nedeniyle iki saati kaybetmek eşit derecede kolaydır.

güneş dizisi

Güneş dizisi, güneş ışığını elektriğe dönüştüren yüzlerce (veya binlerce) fotovoltaik güneş pilinden oluşur . Arabalar çeşitli güneş pili teknolojilerini kullanabilir; çoğu zaman polikristal silikon, mono kristal silikon veya galyum arsenit. Hücreler diziler halinde birbirine bağlanırken, diziler genellikle bir panel oluşturmak için birbirine bağlanır. Paneller normalde nominal akü voltajına yakın voltajlara sahiptir. Ana amaç, mümkün olduğunca küçük bir alanda mümkün olduğunca fazla hücre alanı elde etmektir. Tasarımcılar, hücreleri hava koşullarından ve kırılmadan korumak için kapsüller.

Bir güneş enerjisi dizisi tasarlamak, sadece bir grup hücreyi bir araya getirmekten daha fazlasıdır. Bir güneş dizisi, hepsi birbirine seri bağlanmış çok sayıda çok küçük pil gibi davranır. Üretilen toplam voltaj, tüm hücre voltajlarının toplamıdır. Sorun şu ki, tek bir hücre gölgedeyse , bir diyot gibi davranarak tüm hücre dizisi için akımı bloke eder. Buna karşı tasarım yapmak için, dizi tasarımcıları, hücre dizisinin daha küçük bölümleriyle paralel olarak baypas diyotları kullanır ve çalışmayan hücrenin/hücrelerin etrafında akıma izin verir. Diğer bir husus, her panelin sonuna bloke diyotlar konmadıkça, pilin kendisinin akımı dizi boyunca geriye doğru zorlayabilmesidir.

Güneş dizisi tarafından üretilen güç, hava koşullarına, güneşin konumuna ve dizinin kapasitesine bağlıdır. Aydınlık bir günde öğle vakti, iyi bir dizi 2 kilovatın (2,6 hp) üzerinde üretebilir. 6 m 2 % 20 hücre dizisi WSC tipik gün boyunca enerji yaklaşık 6 kilowatt-h (22 kJ) üretecektir.

Bazı arabalar, rüzgar enerjisinden yararlanmak için bağımsız veya entegre yelkenler kullanmıştır . WSC ve ASC dahil olmak üzere yarışlar , rüzgar enerjisini güneş enerjisi olarak kabul eder, bu nedenle yarış düzenlemeleri bu uygulamaya izin verir.

Aerodinamik

Aerodinamik sürtünme, bir güneş yarış arabasındaki kayıpların ana kaynağıdır. Bir aracın aerodinamik sürükleme ön alan ve bir ürünü olduğu, Cı- d . En güneş araçlar için ön alan 0,75-1,3 m 2 . Birlikte C d 0.10 düşük olduğu rapor edilmiştir, 0.13 daha tipiktir. Bu, ayrıntılara büyük özen gösterilmesini gerektirir.

Yığın

Aracın kütlesi de önemli bir faktördür. Hafif bir araç daha az yuvarlanma direnci üretir ve daha küçük daha hafif frenlere ve diğer süspansiyon bileşenlerine ihtiyaç duyar . Hafif araçlar tasarlarken bu erdemli döngüdür .

yuvarlanma direnci

Doğru lastiklerin kullanılması, doğru basınca şişirilmesi, doğru hizalanması ve aracın ağırlığının en aza indirilmesiyle yuvarlanma direnci en aza indirilebilir.

performans denklemi

Bir güneş arabasının tasarımı aşağıdaki iş denklemi tarafından yönetilir:

hangi performans denklemine yararlı bir şekilde basitleştirilebilir

uzun mesafe yarışları için ve uygulamada görülen değerler.

Kısaca, sol taraf araca giren enerjiyi (piller ve güneşten gelen güç) temsil eder ve sağ taraf, aracı yarış rotası boyunca sürmek için gereken enerjidir (yuvarlanma direncinin üstesinden gelmek, aerodinamik sürtünme, yokuş yukarı çıkmak ve hızlanmak). ). Bu denklemdeki her şey v hariç tahmin edilebilir . Parametreler şunları içerir:

Bir güneş arabası gövdesi tasarımının bilgisayar simülasyonu.
Sembol Açıklama Ford Avustralya Aurora Aurora Aurora
Yıl 1987 1993 1999 2007
η Motor, kontrolör ve aktarma organları verimliliği (ondalık) 0,82 0.80 0.97 0.97
η b Watt-saat pil verimliliği (ondalık) 0,82 0.92 0,82 1.00 (LiPoli)
E Pillerde bulunan enerji (joule) 1.2e7 1.8e7 1.8e7 1.8e7
P Diziden (1) tahmini ortalama güç (watt) 918 902 1050 972
x Yarış rotası mesafesi (metre) 3e6 3.007e6 3.007e6 3.007e6
W Yük dahil aracın ağırlığı (newton) 2690 2950 3000 2400
Cı rr 1 İlk yuvarlanma direnci katsayısı (boyutsuz) 0.0060 0.0050 0.0027 0.0027
C rr 2 İkinci yuvarlanma direnci katsayısı (metre başına Newton-saniye) 0 0 0 0
n Araçtaki tekerlek sayısı (tam sayı) 4 3 3 3
ρ Hava yoğunluğu (metreküp başına kilogram) 1.22 1.22 1.22 1.22
Cı- D Sürükleme katsayısı (boyutsuz) 0.26 0.133 0.10 0.10
A Ön alan (metrekare) 0.70 0.75 0.75 0.76
H Aracın tırmanacağı toplam yükseklik (metre) 0 0 0 0
K , bir Aracın bir yarış gününde kaç kez hızlanacağı (tam sayı) 4 4 4 4
G Yerçekimi değişkenine bağlı yerel ivme (metre bölü saniye kare) 9.81 9.81 9.81 9.81
v Güzergah üzerinden hesaplanan ortalama hız (saniyede metre) 16.8 20.3 27.2 27.1
km/h cinsinden hesaplanan ortalama hız 60.5 73.1 97.9 97.6
Gerçek yarış hızı km/s 44.8 70.1 73 85

Not 1 WSC için ortalama panel gücü (7/9)×nominal güç olarak tahmin edilebilir.

Hız denkleminin uzun formunun çözülmesi, büyük bir denklemle (yaklaşık 100 terim) sonuçlanır. Araç tasarımcıları, güç denklemini hakem olarak kullanarak, çeşitli araba tasarımlarını karşılaştırabilir ve belirli bir rota üzerinde karşılaştırmalı performansı değerlendirebilir. İle birlikte CAE ve sistemleri modelleme, güç denklemi güneş arabası tasarımında yararlı bir araç olabilir.

Yarış rotası ile ilgili hususlar

Bir güneş arabası yarış rotasının yön yönelimi, bir yarış günü boyunca güneşin gökyüzündeki görünür konumunu etkiler ve bu da araca enerji girişini etkiler.

  • Örneğin, güneyden kuzeye yarış rotası hizalamasında, güneş sürücünün sağ omzunun üzerinden doğar ve (güneşin doğu-batı görünür hareketi nedeniyle) sola doğru bitirir.
  • Doğu-batı yarış rotası hizasında, güneş aracın arkasından doğar ve aracın hareket yönünde hareket ediyormuş gibi görünerek aracın önüne geçer.
  • Bir hibrit rota hizalaması, güney-kuzey ve doğu-batı rotalarının önemli bölümlerini birlikte içerir.

Bu, diziyi yarış günü boyunca mümkün olduğunca uzun süre doğrudan güneşe bakacak şekilde tasarlayarak bir güneş pili paneline (genellikle bir "hücre dizisi" olarak adlandırılır) enerji girişini en üst düzeye çıkarmaya çalışan tasarımcılar için önemlidir. Bu nedenle, bir güney-kuzey yarış arabası tasarımcısı, aracın yanlarında güneşin onlara çarpacağı güneş pillerini kullanarak (veya aracın hareketi ile eş eksenli bir dışbükey dizi oluşturarak) otomobilin toplam enerji girdisini artırabilir . Buna karşılık, doğu-batı yarışı hizalaması, aracın yan tarafında hücrelere sahip olmanın faydasını azaltabilir ve böylece düz bir dizi tasarımını teşvik edebilir.

Güneş arabaları genellikle amaca yönelik olarak üretildiğinden ve diziler genellikle aracın geri kalanına göre hareket etmediğinden (önemli istisnalar dışında), bu yarış rotası odaklı, düz panele karşı dışbükey tasarım uzlaşması en önemlilerinden biridir. bir güneş arabası tasarımcısının vermesi gereken kararlar.

Örneğin, 1990 ve 1993 Sunrayce USA yarışları, güney-kuzey yarış hizalamalarına karşılık gelen, önemli ölçüde dışbükey dizilere sahip araçlar tarafından kazanıldı; 1997 yılına gelindiğinde, bu olaydaki çoğu otomobilin doğu-batı rotasındaki değişikliğe uygun düz dizilimleri vardı.

Yarış stratejisi

Enerji tüketimi

Bir güneş arabası yarışında enerji tüketimini optimize etmek çok önemlidir. Bu nedenle, aracın enerji parametrelerinin sürekli olarak izlenebilmesi ve optimize edilebilmesi faydalıdır. Değişken koşullar göz önüne alındığında, çoğu takım, takımın ne kadar hızlı seyahat etmesi gerektiği konusunda takımı sürekli olarak güncelleyen yarış hızı optimizasyon programlarına sahiptir. Bazı ekipler , araç performans verilerini takip eden bir destek aracına aktaran ve aracın sürücüsüne optimum bir strateji sağlayabilen telemetri kullanır .

Illinois'den California'ya kadar Rocky Dağları'nı geçen bir yarış rotasının yüksekliği (metre olarak).

Yarış rotası

Yarış rotasının kendisi stratejiyi etkileyecektir, çünkü güneşin gökyüzündeki görünür konumu, aracın yönüne özgü çeşitli faktörlere bağlı olarak değişecektir (yukarıdaki "Yarış Rotası Konuları" bölümüne bakın).

Ek olarak, bir yarış rotası üzerindeki yükseklik değişiklikleri, rotada seyahat etmek için gereken güç miktarını önemli ölçüde değiştirebilir. Örneğin, 2001 ve 2003 North American Solar Challenge rotası Rocky Dağları'nı geçti (sağdaki grafiğe bakın).

Hava Durumu tahmini

Başarılı bir güneş enerjisiyle çalışan araba yarışı takımının, her yarış gününde araca güneşten gelen güç girişini tahmin etmek için güvenilir hava tahminlerine erişmesi gerekecektir.

2008 WSC'de Aurora'nın Christine'i için ölçülen dizi gücü.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar