Qual é a viabilidade de drones movidos a energia solar?

Vamos pegar o MQ-9 como exemplo ...

O MQ-9 é alimentado por um motor Honeywell TPE331-10GD de 900 HP. A fim gerar 900 HP, levará 2100 kVA (assumindo o motor AC elétrico trifásico). 2100 kVA é de cerca de 1680 kW. Isso é 1,68 milhões de watts .

Agora, o sol libera (se você pudesse obter 100% da energia enviada para a Terra) cerca de 4.8kW por metro quadrado (depende do Latitude, que pode variar de cerca de 6kW a menos de 1kW). Isso significa que você precisa de cerca de 350 metros quadrados de painéis solares 100% eficientes.

O problema é que o atual "recorde mundial" de eficiência solar é de 46%, vamos arredondar para 50% para facilitar a matemática. Então temos que dobrar nossa área de painéis solares para 700 metros quadrados.

Agora a envergadura de um MQ-9 é de 66 pés (cerca de 20 metros) e um comprimento de 36 pés (11 metros). Se o MQ-9 foi em forma de caixa, tem uma área de 220 metros quadrados. Vamos supor que 20% do que é real "voltada para cima" área de superfície, então, na realidade, se você cobriu o MQ-9 com os painéis solares mais eficientes do mundo, você só iria gerar (220 * 0,2 * * 4,8 *. 46)) cerca de 97kW ou cerca de 6% da energia realmente necessária para operar a aeronave.

Isso também supõe que o peso extra das baterias / controladores de fiação / carga não tornem a aeronave mais pesada ou exijam uma usina maior, e assumindo que o motor 3-ph 2100kVA tem o mesmo peso que o TPE331- 10GD.

Isso fica ainda pior para quadriciclos porque eles simplesmente não têm a área de superfície e não se beneficiam do levantamento aerodinâmico para reduzir a quantidade de energia necessária para voar.

Fontes:
Fatos da USAQ MQ-9
Eficiência da célula solar na Wikipedia

    

Confira os drones movidos a energia solar usados para fornecer cobertura celular em Porto Rico

link

Os painéis solares eram terrestres e o drone era amarrado no lugar. Parece um grande compromisso - manter as coisas pesadas no chão, mas colocar a antena / eletrônica no ar para a linha de visão & intervalo.

Os drones solares que voam livremente são aparentemente bastante viáveis por este artigo link

Titan Aerospace is currently developing a drone named Solara 50 that is being hailed as an “atmospheric satellite” and has quite a lot to offer in terms of gathering scientific data. The drone will fly at an altitude of over 19,000 meters (65,000 feet) where there is little air traffic and above most weather that could impede its travels. Flying at that height will also give it unobstructed access to the sun, which will power the 3,000 solar cells that cover its 50-meter-long (164 feet) wings. The solar cells will also charge lithium ion batteries stored inside the wing so it can fly at night, which means that this drone can fly uninterrupted for up to 5 years all while producing zero emissions.

The body of the drone is durable carbon fiber, and the 5-kilowatt electric motor will allow the aircraft to cruise at about 96 km/h (60 mph). Though the aircraft itself weighs only 160 kg (350 lbs), it will be able to carry 32 kg (70 lbs) worth of payload up into the stratosphere.

Solara 50 is completely self-piloted; able to take off, cruise, and land on its own. It will function much the same way as a satellite, though it will cost much less to launch. From the air, it would be able to track developing storms, migrating wildlife, vegetation patterns, and it would also have data communications capabilities; a feature that has caught the eye of the social media giant, Facebook.