У конструкції велосипеда, що приводиться в рух енергією сонця, здавалося б, немає нічого складного: постав сонячну батарею потрібної ємності та простенький електромотор – от і готовий цілком екологічний транспортний засіб. А коли сонце сховається за хмари — не біда, адже продовжити маршрут можна і по-старому, крутячи педалі. Однак, як це часто буває: теоретично все здається легко і просто, а перейдеш до практики — відразу виникає безліч проблем. Так і з «сонячним велосипедом»…
Для позитивного балансу енергії сонцемобілям (або як їх ще називають – геліовелосипедам) необхідні сонячні панелі значної площі, що відповідно збільшує вагу конструкції та підвищує його вартість. Тому, незважаючи на те, що перші експериментальні моделі були побудовані ще в 1955 році, вони досі не набули широкого поширення, залишаючись долею ентузіастів-аматорів. У світі навіть проводяться гонки на сонцемобілях, але стоять деякі такі боліди майже як літак, і вони навряд чи можуть використовуватися як повсякденний автомобіль. Відносно прості ж за конструкцією геліовелосипеди європейського або китайського виробництва мають обмежені можливості і без підзарядки вони здатні проїхати не більше 50 км.
У нашій країні роботами з проектування доступного та ефективного сонцемобіля довгий час керував доцент Камишинського технологічного інституту (філія ВолгТУ) Валерій Степанович Галущак. Ще близько 20 років тому він створив студентське конструкторське бюро, одним із провідних напрямів якого стала розробка легких транспортних засобів, які використовують сонячний привід. На жаль, Валерій Степанович минулого року помер від коронавірусу, але справа його живе: він встиг підготувати талановитих фахівців, які продовжують дослідження. Одну з таких нових експериментальних моделей — сонцекат «Турист» презентував на фестивалі «Техносередовище» молодий конструктор Іван Богданов.
Найскладніше у проектуванні транспортних засобів, що використовують сонячну енергію, – це правильно розрахувати енергетичний баланс. У сонце «Турист» сонячна батарея виробляє приблизно стільки ж струму, скільки споживає електромотор. Потужність панелей, які одночасно є і дахом транспортного засобу, становить 300 Вт. Енергія від батарей передається на літій-іонний акумулятор, розташований у задній частині машини. Попереду встановлено провідне мотор-колесо потужністю 1 кВт, яке одержує енергію від АКБ через контролер. Максимальне споживання енергії на крейсерській швидкості 35 км/год під час руху рівною поверхнею -200 Вт. Також передбачено і режим рекуперації.
У конструкції сонцекату використано триколісну схему, що дозволило суттєво знизити вагу та зменшити втрати енергії порівняно з чотириколісними машинами. Управління здійснюється за рахунок повороту задніх коліс за допомогою двох ручок, встановлених збоку від крісла водія. Підвіска задніх коліс – незалежна, важільно-пружинна. Гальмівна система реалізована тросова із приводом на задні колеса. Для пересування дорогами загального користування є світлодіодна оптика.
Оскільки сонцекат Турист спочатку проектувався для далеких подорожей (про це говорить і назва), в основі його конструкції знаходиться міцна металева рама. Звичайно, алюмінієва була б легшою, але практика показала, що на наших дорогах далеко не кращої якості (а десь їх зовсім немає), сталь — надійніша. До того ж, у разі поломки, сталеву раму можна заварити у будь-якій майстерні. Вага сонцекату становить 37 кг – не так вже й багато, тому навіть на велосипедному приводі він непогано розганяється і добре керується. З прицілом на тривалі поїздки є комфортне крісло, а ззаду розміщений місткий багажний відсік, в якому розміщується туристичне спорядження та запас продовольства.
Перші тести машини показали, що влітку в умовах середньої смуги Росії вона здатна пересуватися виключно за рахунок сонячної енергії приблизно з 10 до 17 години з крейсерською швидкістю 35 км/год. Потім вона може пройти ще 30-50 км за рахунок енергії, накопиченої в акумуляторі, далі доведеться крутити педалі. А на широті Мурманська влітку в сонячний день її можна експлуатувати цілодобово.
Турист пройшов випробування в тривалому пробігу за маршрутом Волгоград – Севастополь протяжністю 1350 км, де підтвердилися всі розрахункові характеристики. За один день учасники у середньому долали близько 170 км. Незважаючи на складні гірські ділянки, що зустрілися у дорозі, серйозних поломок не було.
Сонцекат справді простий в управлінні та на демонстраційному майданчику фестивалю «Техносреда» діти молодших класів легко опановували його буквально за кілька хвилин. Зрозуміло, що для керування цим транспортним засобом не потрібна наявність посвідчення водія.
В даний час Іван Богданов розробив цілу родину сонце-білів, адаптованих для різних умов експлуатації. Серед них – сонцекат «Фермер». Як відомо з назви, дана модель проектувалася для експлуатації в сільській місцевості, тому має посилене шасі і містку платформу, що дозволяє перевозити вантаж вагою до 50 кг. Схема експлуатації цього транспортного засобу наступна: ранкова дорога на роботу в полі (сад, город тощо) -денна парковка, під час якої АКБ заряджається за рахунок сонячної енергії -вечерня дорога додому з вантажем урожаю. Для такого режиму використання велика батарея не потрібна, достатньо забезпечити запас ходу на 50-70 км. Відмінно показав себе “Фермер” і в міському середовищі, на ньому дуже зручно їздити на роботу і назад.
Не зупиняючись на досягнутому, винахідник проектує інші версії транспортних засобів, що працюють на сонячній енергії. Наприклад, планує звести найближчим часом повнопривідний «геліо-позашляховик», який… Втім, це вже тема для окремої публікації!
Андрій НІКІТІН, фото автора та Івана БОГДАНОВА