Fokus! Pembaruan pesawat surya!

Mengurangi emisi gas rumah kaca merupakan tantangan universal bagi industri penerbangan komersial. Sektor ini menyumbang 2,6 persen dari emisi global dan ini dapat meningkat menjadi 5 persen karena industri tertinggal dari sektor lain dalam proses dekarbonisasi.

Pada tahun 2030, lebih banyak orang akan melakukan perjalanan melalui udara, dan komitmen maskapai penerbangan saat ini untuk menggunakan bahan bakar alternatif rendah karbon hanya akan mengimbangi sebagian ekspansi ini.

Energi surya digunakan oleh pesawat terbang

Sinar matahari yang cukup mencapai permukaan bumi dalam satu jam untuk memenuhi semua kebutuhan energi dunia selama satu tahun penuh.

Tata surya menggunakan modul fotovoltaik untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik. Energi ini dapat diubah menjadi listrik dan digunakan dalam industri pesawat terbang.

Selama krisis bahan bakar tahun 1970-an, energi matahari melalui modul fotovoltaik dipandang sebagai sumber energi alternatif. Pesawat surya baru-baru ini mendapat perhatian publik dan industri penerbangan sebagai solusi yang menguntungkan secara ekologis. Tidak seperti pesawat konvensional, pesawat tenaga surya menggunakan modul fotovoltaik untuk mengumpulkan radiasi matahari dan mengubahnya menjadi listrik.

Pesawat bertenaga surya lebih disukai daripada pesawat konvensional

Pesawat bertenaga surya memiliki potensi besar untuk misi ketinggian tinggi dan daya tahan lama (HALE) karena ketersediaan tenaga surya yang tidak terbatas.

Pesawat bertenaga surya dapat terbang di sekitar ruang angkasa di atas wilayah penerbangan atmosfer dan di bawah wilayah penerbangan pesawat ruang angkasa (sekitar 20-100 km).

Bergantung pada daya tahan sistem pesawat dan ketersediaan sinar matahari, mereka dapat terbang terus menerus selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun, sesuatu yang tidak mungkin dilakukan dengan pesawat konvensional karena keterbatasan operasional.

Bagaimana cara kerja pesawat bertenaga surya?

Konsep dasarnya adalah menutupi area tertentu dari pesawat, seperti sayap dan ekor, dengan sel surya.

Saat terkena sinar matahari, modul fotovoltaik mengubah energi matahari menjadi listrik. Orientasi modul PV dan kecerahan matahari adalah dua elemen yang mempengaruhi berapa banyak energi yang dihasilkan.

Sirkuit yang mengatur output transmisi daya memiliki mikrokontroler yang dapat diprogram. Sistem kontrol dan transmisi listrik memastikan bahwa modul surya menghasilkan energi sebanyak mungkin. Sebagian besar listrik yang dihasilkan digunakan untuk menyalakan sistem elektronik dan propulsi pesawat. Pada saat sinar matahari redup, baterai diisi ulang menggunakan energi tambahan.

Ide dasarnya adalah menggunakan pesawat untuk mengangkut energi matahari, dan modul surya yang menutupi pesawat melakukan tugas ini. Menggunakan modul ini, energi radiasi diubah menjadi energi listrik. Energi listrik inilah yang digunakan untuk mengisi baterai yang menggerakkan motor listrik.

Baling-baling yang dipasang pada motor menghasilkan daya dorong yang konstan. Tindakan dinamis udara dengan demikian mendorong pesawat dan menghasilkan gaya pada sayap yang berlawanan dengan gaya berat ke bawah. Baterai adalah satu-satunya sumber energi di malam hari.

Keuntungan dari pesawat bertenaga surya

Pesawat bertenaga surya ramah lingkungan. Manfaat terpenting dari penerbangan surya dan alasan mendasar pengembangannya adalah karena mereka mengandalkan sumber energi bersih yang tidak berdampak negatif terhadap lingkungan.

Energi matahari memiliki keunggulan signifikan dibandingkan bahan bakar fosil karena merupakan sumber energi yang gratis, bersih, dan terbarukan.

Kerugian dari pesawat bertenaga surya

Penerbangan konvensional kurang terpengaruh oleh perubahan cuaca dibandingkan pesawat bertenaga surya. Pesawat konvensional mungkin tertunda karena cuaca, atau perjalanan menjadi lebih menantang. Namun, pesawat bertenaga surya hanya dapat terbang dalam kondisi cuaca tertentu, terutama jarak jauh, karena perlu diisi ulang di udara.

Meskipun energi surya praktis gratis, peralatan dan teknologi yang dibutuhkan untuk mengumpulkan dan menggunakannya sangat mahal, apalagi mengingat skala yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pesawat penumpang tunggal.

Pesawat bertenaga surya pertama dan pesawat modern

Listrik telah lama digunakan untuk menggerakkan mesin terbang. Yang pertama adalah kapal terbang Prancis yang diisi dengan hidrogen, yang memenangkan perlombaan 10 km di dekat Villacoulbay dan Medon pada tahun 1884.

Ketika mesin bensin tiba, penggerak listrik untuk pesawat ditinggalkan dan lapangan tidak aktif selama hampir satu abad. Pada saat itu, sistem kelistrikan memiliki keunggulan dibandingkan satu-satunya saingannya, mesin uap.

Di hadapan hadirin dan fotografer yang bersemangat, SunPower 2 mendarat di Abu Dhabi pada dini hari tanggal 26 Juli 2016. Pesawat menyelesaikan apa yang dianggap mustahil oleh banyak orang. Setelah 14 bulan dan 550 jam penerbangan, ia melakukan perjalanan sejauh 25,000 mil mengelilingi Bumi tanpa menggunakan bahan bakar cair apa pun, melintasi empat benua, dua samudra, dan tiga samudra. Satu-satunya sumber tenaga untuk kendaraan ini adalah sinar matahari yang cerah.

Penelitian dan pengembangan terbaru dalam pesawat bertenaga surya

Seperti pendekatan teknologi lainnya, sel bahan bakar surya telah dikembangkan untuk menghasilkan listrik untuk sistem stasioner. Upaya penelitian dan pengembangan saat ini difokuskan pada pengembangan jaringan energi yang andal, berbiaya rendah, dan berkinerja tinggi untuk aplikasi penerbangan.

Kemajuan teknologi yang cepat sedang dibuat untuk meningkatkan dan memperluas penggunaan energi surya untuk penerbangan. Dalam konteks ini, sistem fotovoltaik organik sangat penting. Fotovoltaik organik (OPV) terbuat dari berbagai bahan organik yang beragam dan serbaguna dan menawarkan peluang tak terbatas untuk berbagai peningkatan kinerja. Molekul organik tidak mahal, memiliki sifat penyerapan cahaya yang baik dan memungkinkan lapisan setipis beberapa ratus nanometer.

Perkembangan terkini dalam pesawat bertenaga surya adalah pengembangan pesawat Zephyr S. Juga dikenal sebagai drone dan pseudo-satelit, pesawat Zephyr S lepas landas dari Yuma Proving Ground Angkatan Darat AS di Arizona. Ini dirancang untuk tetap berada di udara untuk waktu yang lama, memungkinkannya berfungsi sebagai platform sensor militer.