“陽光動力2號”完全依靠太陽能發電驅動

    鋰電世界  如果要震驚這個世界，還有什么比環球航行更讓人印象深刻呢。

　　3月31日，瑞士飛行員伯特朗·皮卡爾和安德烈·波許博格駕駛全球首架環球飛行太陽能飛機“陽光動力2號”飛抵山城重慶；三周后的4月21日，陽光動力2號降落在南京。

　　“在之后不到一個月的時間里，我們要為‘陽光動力2號’最長的一次飛行——從南京到夏威夷——足足五天五夜的飛越太平洋之旅做好準備。”安德烈·波許博格表示。

　　“陽光動力2號”完全依靠太陽能發電驅動，由瑞士一家團隊歷時12年制造。

　　“作為飛行員我飛得還比較輕松，我們位于摩納哥的控制中心團隊的準備工作卻充滿了挑戰。我們模擬了所有可能的飛行軌跡，來確保‘陽光動力2號’能夠盡快繼續飛行”。

　　由于“陽光動力2號”的機翼展開后長達72米，比波音747飛機還要長，但其飛機重量僅相當于一輛家用SUV，這使得其對氣象條件要求極為嚴格。

　　為實現飛行旅途的順利，該團隊及其合作機構開發了碳纖維、防水樹脂等新材料，使用了高轉化率的太陽能電池和直流電機。在一系列新材料、新科技的推動下，人類第一架太陽能飛機即將跨越太平洋。

　　集納新科技大成

　　2015年3月，陽光動力2號從阿聯酋阿布扎比起飛后，先后經停阿曼，印度艾哈邁達巴德、瓦拉那西，緬甸曼德勒，并于3月31日飛抵中國重慶，并降落在南京。按照計劃，“陽光動力2號”將在南京停留一段時間，并在中國開展新能源宣傳活動。隨后飛機將從南京飛往美國夏威夷，這段旅程需要五天五夜。最后經美國和歐洲南部后返回阿布扎比，總航程將達3.5萬公里，預計用時5個月。

　　“陽光動力2號”之前，曾經有其第一代模型“陽光動力1號”，美國國家航空航天局（NASA）和無人機公司Aero Vironment研發的“太陽神號”等飛機進行過太陽能作為飛行動力的嘗試。

　　“‘陽光動力2號’雖不是世界上第一架太陽能飛機，但卻是第一架能夠進行跨洋和跨大陸飛行的太陽能飛機。”“陽光動力2號”飛行員、聯合創始人安德烈·波許博格表示。

　　“陽光動力2號”能夠進行環球航行的原因在于其研發、集成許多新材料。

　　在機翼全部打開后，“陽光動力2號”的翼展可達72米，超過商用客機波音747的68.5米的寬度，但其重量卻只有約2300公斤，與一輛家用SUV相當。在狹小的機艙內，兩名瑞士飛行員將輪流駕駛，每次連續飛行5個晝夜，速度在每小時50到100公里之間。

　　飛機制造是一項集合工程，“陽光動力2號”將空氣動力學、材料學、電子制造、人機工程學等先進技術集成一體。其在72米長機翼上安裝的17248片太陽能電池板，綜合考慮能量轉化、重量等因素。“陽光動力2號”的太陽能電池厚度僅135微米，相當于人的頭發絲的厚度，但是轉化率達22.7%，相比之下，一般家用電池板轉化率為16%，衛星上的電池板轉化率雖然高達30%，但又顯太重了。

　　在機身部分，“陽光動力2號”使用了碳纖維材料，承載能力高重量輕，其中一些碳纖維板材每平方米的重量從100克降低至僅有25克。

　　為了減重，吊艙未配備增壓和空調系統，而是通過艙體使用高絕緣硬質泡沫材料，隔絕溫度在-40℃至70℃之間。為低于氣溫變化，飛機同時為飛行員配備特殊飛行服。

　　“陽光動力2號”背后的科技鏈

　　飛機制造是一項集合工程，背后需要強大的產業鏈和研發作為支撐。

　　“陽光動力項目歷時12年，中間離不開政府和公眾的支持，但是大部分支持是由私人企業提供贊助合作”，瑞士駐華大使戴尚賢表示。

　　“陽光動力2號”目前只能維持一名駕駛員操縱，其機身上17248片單晶硅薄膜太陽能電池能產生最大70千瓦的功率，可以為四臺單臺功率13.5千瓦的電動機提供動力，目前尚不具備民用航空的可能性。

　　雖然無法用于航空，但“陽光動力2號”的新材料和新技術開始應用。

　　“目前飛機上使用的這些材料，都有著非常突出的機械表現和電力表現。我認為這些新的技術，這些新的發展都會在未來應用于不同的產業的升級換代”，參與“陽光動力2號”的ABB工程師Tamara表示。

　　“比如說ABB的變頻器節省的能源夠1億歐洲家庭使用，我們在荷蘭有很多電動車的快速充電裝置，在中國也和比亞迪合作開發電動汽車的移動充電裝置，所有這些都在這個陽光動力傳播的信息之下”，ABB集團副總裁Michael Pietig表示。

    事實上，“陽光動力2號”是瑞士式科技創新和產業鏈整合的典型案例。該飛機的可行性研究、設計和制造歷時12年，耗資1.3億瑞士法郎。

　　“陽光動力首先得到了企業的支持，之后找到瑞士的科研機構和瑞士的大學，得到技術上的支持，最后瑞士政府提供了外交上的支持”，戴尚賢說。

　　他表示，瑞士政府投入幾百萬瑞郎，但是考慮到這是一個長達十二年的項目，除了政府的資金投入，還有大學的科研投入，大部分還是瑞士公司的支持。在這架飛機上的的研制上，瑞士政府提供了辦公室、機庫和測試場地，可行性研究是在洛桑聯邦理工大學進行。此外，還有多家商業公司提供碳纖維復合材料、超輕薄層板技術、太陽能電池、高絕緣硬質泡沫和直流電機等設備。

　　“陽光動力更多的是傳達了一種信息，它向世界傳達人類可以做超過今天我們已有的技術，超過傳統的這些技術”，Michael Pietig表示，ABB會把“陽光動力2號”所應用的這些產品技術真正地落實到實處來推廣，來放到我們的產品里面，從而實現了從一個夢想到一個具體的商業生產的過程。