태양열 소형 드론
지속 시간은 무인 항공기의 "활력"과 관련이 있으며, 태양 에너지 공급은 무인 항공기의 장기 지속 시간을 달성하는 중요한 방법 중 하나입니다.
중국 베이항 대학의 한 연구팀은 대학이 독자적으로 개발한 새로운 유형의 정전 모터를 사용하여 순수한 자연광 하에서 연속 비행을 달성하여 무게가 4.21그램에 불과한 태양열 소형 드론을 성공적으로 개발했습니다. 이 결과는 7월 18일 국제 학술지 네이처에 게재되었습니다.
태양열 대형 드론은 새로운 것이 아니지만, 마이크로 드론을 구동하기 위해 태양열을 사용하는 방법은 업계에서 문제가 되어 왔습니다. 현재 UAV는 일반적으로 엔진 구성 요소로 전통적인 전자기 모터를 사용하지만 현재 태양 전지판의 전환율은 낮지만 대형 uAV는 넓은 면적의 태양 전지판을 적재하여 충분한 운동 에너지를 제공할 수 있습니다. 마이크로 UAV의 경우 전자기 모터는 소형화 후 속도와 열이 증가하고 에너지 전환율은 급격히 감소하는 반면 동체는 넓은 면적의 태양 전지판의 하중을 견딜 수 없어 비행할 수 없습니다.
이 작은 드론의 날개폭은 약 20센티미터이고, 손의 절반보다 작은 두 개의 일반 태양 전지가 장착되어 있습니다.
어떻게 날아가나요?
"핵심은 전력 시스템입니다." 베이항 에너지 및 전력 공학 대학 교수는 가장 중요한 고려 사항은 전력 시스템의 열 손실을 줄여 태양 전지에서 생성된 전기 에너지를 효율적으로 운동 에너지로 변환하는 것이라고 말했습니다. 팀은 새로운 정전 구동 방식을 혁신적으로 제안하고 저속, 저열, 고효율의 마이크로 정전 모터를 개발하여 순수한 자연광의 에너지 공급 하에서 마이크로 항공기의 이륙 및 연속 비행을 실현했습니다.
교수는 정전기 모터가 열을 줄일 수 있는 이유는 정전기가 고전압 저전류의 특성을 가지고 있으며 전류가 작을수록 열이 적기 때문이라고 말했다. "겨울에 옷을 입었을 때 정전기가 작동하는 방식과 같습니다. 옷에 있는 정전기의 전압은 수천 또는 수만 볼트에 이를 수 있지만 전하가 작고 전류가 작기 때문에 생성되는 전력이 작고 인체에 거의 영향을 미치지 않습니다." 그는 팀이 무게가 1.13g에 불과한 초경량 고전압 전력 변환기를 특별히 개발하여 태양 전지에서 생성되는 전압을 약 4.5V에서 9,000V로 높여 정전기 시스템을 만들었다고 말했다.
태양광 마이크로 무인 항공기는 장시간 비행이 가능하며, 향후 추가 개발을 통해 응급 구조, 협소한 공간 감지 등의 시나리오에 응용될 것으로 기대됩니다.
