Fotovoltaické mikroletadlo má půdorys 0,15 m x 0,15 m a hmotnost pouze 0,071 kg. Podle jeho tvůrců jde o nejmenší solárně dobíjecí multirotor, jaký byl kdy vyvinut. Multirotorový prototyp využívá technologii solárních modulů s účinností 22,6 % od společnosti Sunpower se sídlem v USA. A taky 0,3 Ah úložný systém založený na lithium-polymerových bateriích.
Vědci z Queen Mary University of London vyrobili prototyp multirotorového mikroleteckého dronu. Tem se pohání fotovoltaickou energií a může údajně létat průměrně 3,5 minuty.
Vědci tvrdí, že jejich mikrodron je nejmenší solárně dobíjecí multirotor, jaký byl kdy vyvinut, měří 0,15 m x 0,15 m a váží pouze 0,071 kg.
Pro FV systém zvolil výzkumný tým solární články s výkonem na jednotku plochy 219 W/m2. Ty vyrábí americká společnost Sunpower. Použil mikromodul o tloušťce 0,000165 m, hmotnosti 0,0063 kg, povrchové ploše 0,0156 m2 a účinnosti přeměny energie 22,6 %.
Pro technologii dronu využili komerčně dostupnou kvadrokoptéru M:Tech se spotřebou elektrické energie 3,57 W. „Minimální požadavky na výkon dronu M:Tech při visení jsou 2,59 násobek výkonu poskytovaného tímto teoretickým solárním článkem. Ten se dotýká požadavku na velikost oblasti mikrovzdušných vozidel (MAV),“ vysvětlili akademici. ,,Omezujícími faktory jsou zde sluneční záření a účinnost přeměny solární energie.“
Zdůraznili také, že využitelná plocha kvadrokoptéry je příliš malá na to, aby zajistila let na solární pohon bez akumulace energie. ,,Minimální plocha solárního panelu potřebná pro čistě solární let by byla 0,128 m × 0,128 m,“ uvedli. ,,Aby se Micro Solarcopter vznášel čistě na solární energii, bude potřebovat asi 12 W, a proto bude vyžadovat plochu 0,234 m × 0,234 m. Což je mimo omezení velikosti MAV.“
Micro Solarcopter – prototyp multirotorového dopravního prostředku
Letecký dopravní prostředek také integruje 0,3 Ah úložný systém založený na lithiových polymerových bateriích, 32 bitový letový ovladač, mikro elektromotor Nine Eagles P-51, převodovku spojenou s Turnigy Micro-quad vrtulí, pohled z první osoby (FPV) kamera, dva spínací regulátory napětí, buck-boost konvertor a MOSFET pro zapínání a vypínání napájení FPV kamery. „MOSFET byl strategicky umístěn tak, aby byl za letu vystaven proudění vzduchu rotoru a poskytoval určitou úroveň chlazení,“ uvedl tým.
Vybraná baterie multirotorového prototypu má nejlepší hustotu výkonu ve srovnání s jinými kandidátskými bateriemi. A zároveň tak vykazuje pozoruhodnou hustotu energie, specifický výkon a specifickou energii. ,,Baterie se inzeruje jako schopná vybíjení 45–90 °C,“ uvedla skupina. ,,Micro Solarcopter se na této baterii pohybuje při zatížení asi 15 °C.“
Baterie může také přejít do režimu hibernace, když je plně vybitá déle než 40 dní. Tímto způsobem letoun nespotřebovává elektřinu z baterie během období slabého nebo žádného světla.
Prostřednictvím řady testů vědci zjistili, že solární letecký dopravní prostředek může letět přes 15 m na výšku po dobu přibližně 3,5 minuty. A to v závislosti na definovaném nastavení vypínání napětí, které přímo ovlivňuje životnost baterie. Baterii lze dobít přibližně za 68 minut při standardních světelných podmínkách při 25 °C.
„Tato doba letu se jeví krátká ve srovnání s MAV s pevnými křídly, ale blíží se vícerotorovým hodnotám odolnosti MAV kolem 5 minut,“ vysvětlili dále. „Výhodou však je, že Micro Solarcopter může přistávat, hibernovat a samostatně dobíjet baterii. A to aniž by se musel vracet na domovskou základnu.“
Jejich zjištění se prezentovala ve studii „Vývoj solárně poháněného vícerotorového mikroleteckého vozidla“, publikované ve vědeckých zprávách. Při pohledu do budoucna uvedli, že mají v úmyslu řešit problémy s dobíjením dronu vytvořením pohyblivých bezpilotních pozemních vozidel. Ta by sloužila jako větší fotovoltaické jednotky umožňující rychlejší dobíjení.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
