Två av världens mest lovande framväxande teknologier - solpaneler och drönare - kan vara ännu mer värdefulla när de används tillsammans. Forskare och företag har redan börjat utforska de många potentiella användningsområdena för soldrivna drönare.
Var och en för sig har dessa två teknologier enorm potential. Den kommersiella drönarmarknaden förväntas växa till 17 miljarder dollar år 2024, enligt en rapport från Global Market Insights, Inc. De senaste prognoserna från Wood Mackenzie Power and Renewables visar att den globala installerade solkapaciteten stiger till en terawatt, eller en biljon watt, med 2023.
Båda teknikerna förbättras och deras kostnader minskar. Att utnyttja solens energi för nästan kontinuerlig kraft skulle lösa en av drönarnas viktigaste begränsningar - uthållighet. De flesta drönare drivs av batterier och behöver komma ner till marken igen för att ladda om efter några timmar. Det verkar bara naturligt att vi börjar använda solpaneler för att driva drönare.
Hur fungerar det?
Under en tid var solpaneler för skrymmande för att kunna driva drönare. Tillkomsten av tunna, flexibla, lätta solpaneler har förändrat den situationen. De flesta solpaneler är upp till 200 mikrometer tjocka, men att skära ner kiselskivorna till några mikrometer ger flexibla paneler.
Forskare vid MIT har också gjort framsteg när det gäller att använda organiska material för att skapa tunna, lätta och transparenta solpaneler. De har utvecklat en metod där de deponerar ett lager av grafen en atom tjockt på en solcell. Ett solcellsföretag som heter Alta Devices odlar ett lager av galliumarsenid (GaAs) bara några mikrometer tjockt och använder det som en lätt panel. Dessa typer av solpaneler kan fästas på drönares vingar utan att tynga ner dem.
När soltekniken förbättras blir den allt effektivare, vilket innebär att den kan omvandla mer av solljuset som träffar en panel till elektricitet. Effektivare solpaneler fästa på drönare gör att de kan stanna längre i luften. Idag har de flesta vanliga solpaneler 11 till 15 procents effektivitetsklassning. Alta Devices har uppnått en effektivitet på 31,6 procent.
Soldrivna drönare kan också bära litiumjonbatterier som solpanelerna laddar, vilket gör att det obemannade luftfartyget kan fortsätta flyga på natten. Ju lägre vikt panelerna har, desto fler batterier kan inkluderas. Ju effektivare batterierna är, desto mer laddning kan de skicka till batterierna för förvaring.
Ett företag som heter Titan Aerospace håller på att utveckla en drönare som kan flyga i upp till fem år non-stop. Den har 50 meter långa vingar som är täckta med 3 000 solceller och litiumjonbatterier inuti vingen. Den skulle flyga på en höjd av cirka 65 000 fot, vilket ger den fri tillgång till solljus.
-
Applikationer
Soldrönare kan utföra många av samma uppgifter som andra typer av drönare gör, inklusive att inspektera infrastruktur och byggnader, kartlägga stormskador och spåra vilda djur. Att använda solenergi för att driva dessa UAV:er kan dock göra dessa operationer mer effektiva och kostnadseffektiva. Det skulle eliminera behovet av att ta ner drönare igen efter några timmar för en laddning.
Av denna anledning kan soldrivna UAV:er vara särskilt användbara för applikationer som kräver att drönarna stannar uppe under långa perioder - eller till och med på obestämd tid. Dessa drönare kan i huvudsak fungera som satelliter och samla in väderdata, spåra vilda djur, utföra kartläggning och samla in information för annan vetenskaplig forskning.
Två ledande företag, Google och Facebook, har också experimenterat med att använda soldrivna drönare för att tillhandahålla bredbandsinternetåtkomst till obetjänade befolkningar, mestadels utvecklingsländer och avlägsna områden. Företagen föreställde sig UAV:er som kunde stanna i luften under långa perioder och stråla internetåtkomst till marken nedanför. Google avslutade sitt drönarprojekt för några år sedan, delvis för att driva Project Loon, som använder stratosfäriska ballonger och elektronik som drivs av solceller för att ge internetåtkomst.
Facebook stoppade sitt initiativ för internetdrönare, Aquila, i juni. Företaget sa att det fortfarande vill utöka internetåtkomst men kommer att förlita sig på andra företag för att bygga drönare. Google och Facebook kanske inte bygger soldrivna drönare längre, men det betyder inte att andra företag inte kommer att göra det. Idén har fortfarande stor potential för att tillhandahålla internetåtkomst, särskilt när den tillhörande tekniken förbättras.
Dessutom är soldrivna drönare en lovande teknik inom många andra områden också. Vi kan börja se dem sysselsatta inom många olika sektorer under de kommande åren.
Författarens biografi:
Emily är en grön teknikskribent som tar upp ämnen inom förnybar energi och hållbar design. Du kan läsa mer om hennes arbete på hennes blogg, Conservation Folks.