必威延长电动无人机(UAS)的续航时间是许多无人机和自动驾驶汽车制造商的重要考虑因素。虽然这可以通过添加电池来实现，但额外的重量和空间往往会适得其反。太阳能技术的发展使得光伏(PV)技术成为为无人机、和其他无人驾驶飞机提供动力的一种可能的替代方案。

　　太阳能四轴飞行器、多旋翼和小型无人机旋翼无人机通常没有足够的可用空间来放置太阳能电池板。它们产生升力的效率低于固定翼飞机，这意味着尺寸的扩大带来了巨大的工程挑战。

　　小型固定翼UAS可能有足够的表面积来集成太阳能电池板，这将增加飞机的续航能力。对于现有的无人机平台，如果选择足够薄和灵活的太阳能技术，这甚至可以在不重新设计无人机结构的情况下完成。

　　世界上最有前途的两项新兴技术——太阳能电池板和无人机——如果结合起来使用，可能会更有价值。研究人员和公司已经开始探索太阳能无人机的许多潜在用途。

　　这两项技术本身具有巨大的潜力。根据全球市场洞察公司的一份报告，商用无人机市场预计到2024年将增长到170亿美元。根据Wood Mackenzie电力和可再生能源机构的最新预测显示，到2023年，全球太阳能装机容量将上升到1太瓦，即1万亿瓦。

　　这两种技术都在进步，它们的成本也在下降。利用太阳能获得近乎持续的动力将解决无人机最大的限制之一——续航能力。大多数无人机由电池供电，几个小时后需要回到地面充电。因此开始使用太阳能电池板为无人机供电似乎是很自然的事情。

　　有一段时间，太阳能电池板体积太大，无法为无人机提供动力。轻薄、柔韧、轻便的太阳能电池板的出现改变了这种情况。大多数太阳能电池板的厚度高达200微米，但是将硅片切割到几微米厚就可以制成柔性电池板。

　　麻省理工学院（MIT）的研究人员在使用有机材料制造轻薄透明的太阳能电池板方面也取得了进展。他们开发了一种方法，在太阳能电池上沉积一层一个原子厚的石墨烯。一家名为Alta Devices的太阳能公司种植了一层仅几微米厚的砷化镓（GaAs），并将其用作轻质面板。这些类型的太阳能电池板可以固定在无人机的机翼上，而不会使它们负重。

　　随着太阳能技术的进步，它变得越来越高效，这意味着它可以将更多照射到太阳能电池板的阳光转化为电能。无人机上安装更高效的太阳能电池板意味着它们可以在空中停留更长时间。今天，大多数标准太阳能电池板的效率等级为11%到15%。Alta Devices的效率达到了31.6%。

　　太阳能无人机还可以携带由太阳能电池板充电的锂离子电池，使无人机能够在夜间继续飞行。电池板的重量越轻，可以容纳的电池就越多。电池的效率越高必威，它们能够储存的电荷就越多。

　　据报道，一家名为Titan Aerospace的公司正在开发一种可以不间断飞行长达五年的无人机。它有50米长的机翼，机翼内部覆盖着3000块太阳能电池和锂离子电池。它将在大约65，000英尺的高度飞行，使其不受阻碍地接触阳光。

　　太阳能无人机可以执行许多与其他类型无人机相同的任务，包括检查基础设施和建筑物，调查风暴损害和追踪野生动物。然而，使用太阳能为这些无人机提供动力可以使这些操作更加高效和经济。这将消除无人机在充电几小时后返回的需要。

　　出于这个原因，太阳能无人机可能对需要无人机长时间甚至无限期飞行的应用特别有用。这些无人机基本上可以充当卫星，收集天气数据，跟踪野生动物，进行测绘并为其他科学研究收集信息。

　　谷歌和Facebook(脸书)这两家领先公司也尝试使用太阳能无人机为未获得服务的人群（主要是发展中国家和偏远地区）提供宽带互联网接入。这些公司设想无人机可以长时间停留在空中，并将互联网接入传输到地面。谷歌几年前退出了无人机项目，部分原因是为了实施Project Loon，该项目使用平流层气球和太阳能电池供电的电子设备提供互联网接入。

　　脸书在6月停止了其互联网无人机计划Aquila。该公司表示，它仍希望扩大互联网接入，但将依赖其他公司制造无人机。谷歌和脸书可能不会再制造太阳能无人机了，但这并不意味着其他公司不会。这个想法在提供互联网接入方面仍有很大潜力，尤其是随着相关技术的进步。

　　HALE UAS卫星，也称为高空伪卫星，旨在维持平流层连续运行数月。高空长航时无人机的应用包括持续监视和在网络基础设施不足或不存在的地区提供通信。

　　目前，没有HALE UAS可以执行全年任务。然而，由于太阳能行业和无人系统技术领域的发展，HALE平台的研发正在增加，性能也在不断提高。

　　仅靠电池无法维持这些高空长航时无人机的持续运行，因此太阳能电池是其动力系统的关键部分。

　　由于其工作的海拔高度，HALE UAS面临着独特的条件。更高的海拔意味着更低的温度，这实际上增加了太阳能电池的功率输出。性能提升的因素取决于材料的温度系数，而温度系数又会在这些海拔高度的宽温度范围内变化。

　　HALE UAS通常在15至24公里的高度运行，为它们提供不受阻碍的太阳辐射以及一定程度的保护，免受臭氧层的紫外线辐射。除了温度之外，这些电池的太阳能性能还取决于光谱辐照度，而光谱辐照度又随一天中的时间、一年中的时间以及太阳能电池对太阳的入射角而变化。

　　由于它们的尺寸，重量对高空长航时无人机来说是一个指数增长的问题。HALE UAS公司的太阳能电池需要既轻便又灵活，以便于集成到机翼结构中。由于这些飞机所处的恶劣环境，UAV太阳能电池及其封装系统需要高度抗极端温度、振动和弯曲。

　　此外，太阳能无人机在许多其他领域也是一项有前途的技术。在未来几年里，我们可能会开始看到他们在许多不同的行业就业。

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