Mezinárodní výzkumný tým identifikoval parametry pro integraci fotovoltaických článků do bezpilotních letounů (UAV).
Výzkumníci ze Španělska a Ekvádoru vyvinuli optimalizační metodu pro integraci fotovoltaických článků a baterií do UAV. Svá zjištění prezentovali v „Optimalizace kapacity skladování solární energie pro monitorovací UAV“. Ta se nedávno publikovala v Sustainable Futures.
„Jedním z hlavních příspěvků tohoto článku je zvýšení autonomie navrženého UAV začleněním systému zálohování fotovoltaické solární energie,“ uvedli. ,,Optimalizace úložného systému se provádí na základě objektivní funkce, při které je kapacita baterie minimalizována pro zvýšení autonomie letu, protože má přímý vztah k hmotnosti letadla.“
Výzkumná skupina nejprve provedla aerodynamickou studii a simulaci proudění větru. Pomocí sady rovnic a simulačních programů vědci navrhli UAV s plochou křídel 8347,50 cm2 a rozpětím křídel 342 cm. Navrhovaná délka trupu byla 97,6 cm.
Předpokládalo se, že UAV má několik telemetrických systémů, kameru a vysílač. Zahrnoval také pohonný systém, servomotory a baterii. Celková hmotnost navrhovaného UAV včetně přehledových komponentů a samotného letadla byla 3,5 kg.
Optimalizační metoda integrace FV
Na základě těchto parametrů se provedl digitální 3D návrh letadla pomocí softwaru AutoCAD a následně se importoval do MatLabu. Ten umožnil vědcům simulovat UAV v různých letových drahách při standardním slunečním záření nad Ambato v Ekvádoru.
„Obnovitelný systém sestávající ze 48 fotovoltaických článků, které se umístí podél pevného křídla UAV,“ uvedli akademici s tím, že použili monokrystalické články C60. ,,Kvůli geometrii letadla se navíc musí články zapojit do série, čímž se dosáhne výkonu 178,56 W.“
Prostřednictvím optimalizačního algoritmu skupina vypočítala požadovaný napájecí zdroj a kapacitu úložiště a zvážila náklady, napětí a hmotnost baterie, stejně jako kapacitu, povrch a účinnost FV jednotky spolu s rozměry a provozními potřebami UAV.
,,Pro optimalizaci systému jsme pracovali s pymo knihovnou pythonu, se kterou jsme určili optimální kapacitu 15 mAh,“ uvedli vědci. „Jakmile byla odhadnuta kapacita baterie, je integrováno lithium-iontové uspořádání. Bateriový modul se integruje šesti bateriemi řady Li-Ion-18650; každá baterie poskytuje napětí 3,7 Vss s kapacitou 2200 mAh … Implementací této optimalizační techniky lze zvýšit kapacitu autonomie systému až čtyřikrát.“
Výzkumná skupina zahrnovala výzkumníky ze španělské autonomní univerzity v Madridu, ekvádorské polytechnické školy Chimborazo a technické univerzity v Ambato.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
