20.11.2018

AGH Solar Plane najlepszym studenckim projektem konstruktorskim


Reprezentacja AGH Solar Plane: studenci – Jakub Wiszniewski, Bartosz Sobik oraz mgr inż. Krzysztof Sornek

W ogólnopolskim konkursie na najlepszy studencki projekt naukowy POTENCJOmetr za najlepszą pracę konstruktorską uznany został projekt bezzałogowego samolotu zasilanego energią słoneczną AGH Solar Plane. Dzięki zastosowaniu systemu magazynowania energii oraz wykorzystaniu energii zgromadzonej w ciągu dnia maszyna będzie w stanie utrzymać się w powietrzu przez całą noc. W uzasadnieniu swojego wyboru eksperci z jury zwrócili uwagę m.in. na dużą innowacyjność projektu i jego ogromny potencjał w kontekście rozwoju elektromobilności w Polsce i na świecie.

Samolot ma stanowić przykład połączenia nowoczesnych technologii z zakresu elektromobilności z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii. Specjalnie dobrany kształt poszczególnych elementów maszyny, ultralekkie i wytrzymałe materiały, wydajne moduły fotowoltaiczne oraz nowoczesne akumulatory – to tylko wybrane przykłady innowacji zastosowanych w projektowanym statku powietrznym.

Zwycięski zespół projektowy tworzą studenci zrzeszeni w Studenckim Kole Naukowym AGH Solar Plane, działającym przy Wydziale Energetyki i Paliw. Obecnie liczy on 50 osób reprezentujących 10 wydziałów AGH. Opiekunem naukowym jest mgr inż. Krzysztof Sornek z Katedry Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego. Koordynatorem projektu jest Aleksandra Szeląg studiująca na Wydziale Energetyki i Paliw.

Pomysł stworzenia bezzałogowego samolotu zasilanego energią słoneczną powstał w październiku 2017 r. Studenci rozpoczęli prace od fazy planowania oraz modelowania. W marcu 2018 r. przeszli do etapu konstrukcyjnego. Aby sprawdzić poprawności działania elektroniki zbudowali model z pianki modelarskiej. Po wykonaniu testów zajęli się budową prototypu o 3-metrowej rozpiętości skrzydeł. Prace są już na ukończeniu. Teraz planowana jest budowa finalnego modelu, którego skrzydła będą mieć rozpiętości ok. 5 m.

Konstruowanie samolotu pod kątem lotów wytrzymałościowych, tzw. endurance flights, wymaga szczególnej optymalizacji parametrów. W konstrukcji wykorzystany zostanie ekologiczny system zasilania – jako źródło energii zasilające cały układ posłużą ogniwa fotowoltaiczne umieszczone na skrzydłach samolotu. Specjalnie zaprojektowane panele pozwolą na uzyskanie optymalnych osiągów aerodynamicznych, a budowa wykonana z wysoce wytrzymałego i zarazem lekkiego materiału, jakim jest włókno węglowe, zapewni trwałość konstrukcji. Jednym z głównych problemów inżynieryjnych, z jakim przyjdzie zmierzyć się zespołowi, będzie stworzenie układu zarządzania energią. W przypadku dostatecznego nasłonecznienia silniki napędowe oraz pokładowa elektronika zasilone zostaną bezpośrednio z ogniw fotowoltaicznych, natomiast nadmiar wygenerowanej energii zmagazynowany w akumulatorach litowo-jonowych. W sytuacji, kiedy promieniowanie słoneczne będzie niewystarczające, niedobory energii uzupełniane będą dzięki naładowanym akumulatorom. natomiast, gdy ilość energii promieniowania słonecznego będzie większa niż wymagana, samolot będzie mógł unosić się ku górze, aby zyskać dodatkową energię potencjalną związaną z wysokością.

Jednym z priorytetowych i najciekawszych zagadnień będzie opracowanie headtrackera i własnego oprogramowania do przetwarzania danych z komputera pokładowego i licznych czujników. Najważniejszą część headtrackera stanowić będzie umieszczona na stateczniku kamera, która poprzez nadajnik będzie transmitować obraz do operatora. Pilot sterujący i kontrolujący z ziemi lot samolotu wyposażony będzie w okulary VR dzięki, którym będzie widział obraz z kamery umieszczonej na pokładzie. Pozwoli mu to na analizę wszystkich zjawisk, które występują na poszyciu całego samolotu. Kolejnym zadaniem zespołu będzie stworzenie bazy danych, która będzie zawierała parametry samolotu oraz podgląd na żywo w czasie rzeczywistym.

Zwieńczeniem projektu będzie przelot gotowym samolotem pomiędzy północnymi i południowymi krańcami Polski, wzdłuż wschodniej granicy. Zespół jest już po wstępnych rozmowach z Urzędem Lotnictwa Cywilnego odnośnie ustalania dokładnej trasy przelotu. W planach jest także udział w międzynarodowych zawodach solarnych „TÜBİTAK International Unmanned Aerial Vehicle Competition”, które odbędą się w Turcji, w październiku 2019 r.

Oprócz samej budowy samolotu ważnym celem, jaki stawia przed sobą zespół AGH Solar Plane, jest prowadzenie działań edukacyjno-informacyjnych w zakresie zwiększania świadomości społecznej dotyczącej możliwości wdrażania innowacyjnych rozwiązań pro środowiskowych w sektorze transportu. Studenci planują stworzenie serii filmów edukacyjnych oraz instruktażowych z zakresu modelowania, systemów fotowoltaicznych, magazynowania energii, mikrokontrolerów itp.

Ogólnopolski konkurs POTENCJOmetr na najlepszy studencki projekt naukowy ma na celu aktywizowanie działających w kołach naukowych studentów oraz podniesienie ich kompetencji miękkich. Organizatorem wydarzenia jest Stowarzyszenie Studentów i Absolwentów Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej „KLATRAT”.

Prace oceniane były w trzech kategoriach: projekty konstruktorskie, społeczne oraz z obszaru life science. W ramach każdej kategorii wyłoniono najlepsze zespoły, których reprezentanci wzięli udział w dwudniowych szkoleniach z zakresu przeprowadzania profesjonalnych prezentacji projektów oraz budowania, komunikacji i zarządzania efektywnymi zespołami projektowymi.

Finałowa część konkursu odbyła się 17 listopada 2018 r. na Politechnice Warszawskiej, podczas uroczystej gali. Zaprezentowało się łącznie 29 zespołów (w tym 12 w kategorii konstruktorskiej). Każdy z zespołów miał jedynie cztery minuty na przedstawienie projektu. Po prezentacji następowała seria pytań od ekspertów zasiadających w jury i osób z sali.