एक ब्रिटिश खिलाड़ी ने आल्प्स को चुनौती देने के लिए अपनी सौर ऊर्जा से चलने वाली इलेक्ट्रिक कार्गो बाइक बनाई। अगला पड़ाव चीन और फ्रांस की लंबी दूरी की यात्रा है।

सार:

न तो एक इंजीनियर और न ही एक पेशेवर साइकिल चालक, ब्रिटन शॉन रयान सिर्फ यह पता लगाना चाहते थे कि एक इलेक्ट्रिक-सहायक साइकिल कितनी दूर तक जा सकती है, जबकि सूर्य ही इसका एकमात्र ईंधन टैंक था। तथ्यों ने साबित कर दिया है कि यह स्व-निर्मित सौर ऊर्जा से चलने वाली इलेक्ट्रिक साइकिल फ्रांसीसी सड़कों पर 1,000 किलोमीटर से अधिक की यात्रा कर सकती है और कई अल्पाइन दर्रों को पार कर सकती है।

रुइयन वाहनों को नए सिरे से बनाता है। उन्होंने एक कार्गो बाइक पर सौर पैनल लगाए, इसे मिड-माउंटेड मोटर के साथ जोड़ा, और अपनी खुद की बैटरी प्रबंधन प्रणाली डिजाइन की। इंग्लैंड के नॉटिंघम में हफ्तों के परीक्षण के बाद, वह बाइक को इस साल के सन ट्रिप अंतर्राष्ट्रीय सौर साइक्लिंग कार्यक्रम में ले गए।

जर्नी टू द सन की स्थापना 2013 में फ्रांसीसी खोजकर्ता फ्लोरियन बैली ने की थी। 2010 में, बैली ने फ्रांस से जापान तक सौर ऊर्जा से चलने वाली इलेक्ट्रिक साइकिल अकेले चलाई। यह व्यक्तिगत अभियान तब से नवीकरणीय ऊर्जा, टिकाऊ परिवहन और सिविल इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी को बढ़ावा देने और लंबी दूरी की साइकिल अभियानों के माध्यम से अपने लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए समर्पित एक संगठन के रूप में विकसित हुआ है।

यह आयोजन पारंपरिक पेशेवर साइक्लिंग आयोजनों से अलग है जिसमें प्रतिभागियों को वाहनों की गारंटी नहीं दी जाती है और कोई तार्किक सुरक्षा जाल नहीं है। राइडर्स को अपने स्वयं के मार्गों की योजना बनाने, शिविर लगाने, अपने वाहनों को बनाए रखने और सीमित ऊर्जा बजट का प्रबंधन करने के लिए छोड़ दिया गया है। वे अनिवार्य चौकियों के बीच अपना मार्ग चुन सकते हैं या कार्यक्रम के लिए निर्दिष्ट क्षेत्रों का अनुसरण कर सकते हैं। इसकी स्थापना के बाद से, पूरे यूरोप, मध्य एशिया, चीन और उत्तरी अफ्रीका में कार्यक्रम हुए हैं, साथ ही फ्रांस या आल्प्स तक सीमित छोटी दूरी की दौड़ें भी हुई हैं।

इस वर्ष का अल्पाइन चरण फ़्रांस के औवेर्गने-रोन-आल्प्स क्षेत्र में स्थित है। प्रतिभागियों को गैलिबियर दर्रे सहित कई पहाड़ों पर चढ़ना होगा। गैलीबियर दर्रा समुद्र तल से 2,642 मीटर ऊपर है, जबकि इसेरन दर्रा, जो समुद्र तल से लगभग 2,770 मीटर ऊपर है, आल्प्स में सबसे ऊंचा पक्का सड़क मार्ग है। अंतिम दौड़ अल्बर्टविले में समाप्त होती है।

प्रतियोगिता तय की गई दूरी और पार की गई चौकियों के आधार पर अंकों की गणना करती है, लेकिन इसमें एक नियम है: ग्रिड पावर का उपयोग करने वाले किसी भी व्यक्ति को सौर टीम से अयोग्य घोषित कर दिया जाएगा। रुइयन ने कहा कि मेन पावर से जुड़ने के बाद भी आप पूरे आयोजन में भाग लेना जारी रख सकते हैं, लेकिन अब आप सौर समूह बिंदुओं के लिए प्रतिस्पर्धा करने के पात्र नहीं हैं।

रुइयन ने बेस मॉडल के रूप में पैराडाइज़ साइकिल्स द्वारा निर्मित ओम्नियम कार्गो बाइक को चुना। वाहन के सामने का रैक सौर पैनलों के लिए एक स्थिर माउंटिंग प्लेटफ़ॉर्म प्रदान करता है, और पैनलों को हटाने के बाद भी बाइक को दैनिक कार्गो वाहन के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

पावर सिस्टम वारस्ट्रॉम द्वारा प्रदान की गई 250-वाट टोंगशेंग टीएसडीजेड2बी मिड-माउंटेड मोटर का उपयोग करता है और दो 36-वोल्ट बैटरी से सुसज्जित है, एक ईएम3-ईवी से और एक इनफिनिट से। सौर प्रणाली पैनलों को सीधे जेनसन जीवीबी-8 बूस्ट मैक्सिमम पावर पॉइंट ट्रैकिंग चार्ज कंट्रोलर से जोड़ती है, जो फिर बैटरी को बिजली की आपूर्ति करती है। यह उपकरण सौर पैनल के बदलते आउटपुट वोल्टेज को बैटरी चार्जिंग के लिए उपयुक्त स्थिर वोल्टेज में परिवर्तित कर सकता है। पूरे सिस्टम का ऊर्जा पथ "सौर पैनल - चार्ज नियंत्रक - बैटरी" है, और इस प्रक्रिया में केवल थोड़ी मात्रा में हानि उत्पन्न होगी।

रयान ने मूल रूप से पूरे फ्रंट कार्गो प्लेटफॉर्म को कवर करने के लिए तीन 100-वाट पैनल स्थापित करने की योजना बनाई थी। हालाँकि इसके परिणामस्वरूप उच्च शक्ति प्राप्त हुई, परीक्षणों में पाया गया कि वाहन बहुत लंबा, बहुत चौड़ा और यातायात और तंग स्थानों में अनम्य हो जाएगा। इसलिए उन्होंने अंततः सौर सरणी को 200 वाट तक कम कर दिया, यह निर्णय लेते हुए कि यह संभवतः लंबी दूरी और पर्वत चढ़ाई को संभालने के लिए आवश्यक न्यूनतम के करीब था।

यह निर्णय संपूर्ण डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण बन गया। कैंपिंग उपकरण और फोटोग्राफी उपकरण जैसे सभी सामान लोड करने के बाद, साइकिल का कुल वजन 61 किलोग्राम तक पहुंच जाता है। यूके में परीक्षण के दौरान, रयान ने पाया कि वाहन प्रति मील 10 से 12 वॉट घंटे की खपत करता है, जो लगभग 6 से 7.5 वॉट घंटे प्रति किलोमीटर के बराबर है। हालाँकि सौर पैनलों को 200 वाट पर रेट किया गया है, वास्तविक उत्पादन आमतौर पर केवल 70 से 100 वाट होता है, जो मौसम और सूर्य के कोण पर निर्भर करता है।

सन टूर के सबसे कठिन दिन में, उन्होंने बड़ी संख्या में पहाड़ी इलाकों से होकर 130 किलोमीटर की यात्रा की। चार्ज नियंत्रक ने उस दिन वाहन की विद्युत प्रणाली में 985 वाट-घंटे उपलब्ध सौर ऊर्जा इनपुट दर्ज किया, जो 21 से 22 किलोमीटर प्रति घंटे की औसत गति से लगभग 7.58 वाट-घंटे प्रति किलोमीटर या लगभग 12.2 वाट-घंटे प्रति मील के बराबर था।

यात्रा के दौरान सबसे बड़ा संकट लू के दौरान आया। उस समय, फ्रांस में तापमान 41 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ गया और ल्योन के पास जंगल में आग लग गई। उच्च तापमान के कारण रुइयन की इनफिनिट मॉड्यूलर बैटरियों में से एक में समस्याएँ पैदा हुईं, बैटरी प्रबंधन प्रणाली ने अधिक गरम होने के कारण सौर चार्जिंग स्वीकार करने से इनकार कर दिया।

रयान ने बताया कि बैटरी प्रबंधन प्रणाली वास्तव में एक सुरक्षात्मक कार्य कर रही थी, लेकिन इसका मतलब था कि दिन की कुछ अवधि के लिए, वह सौर पैनलों द्वारा उत्पन्न सभी बिजली को संग्रहीत करने में असमर्थ था। अंत में, उनका मानना ​​है कि इसे सुधारने का सबसे सीधा तरीका बैटरी को ऐसे स्थान पर स्थापित करना है जो पूरी तरह से छायांकित हो और उच्च तापमान से अलग हो।

उन्हें यह भी संदेह है कि इनफिनिट की बैटरियों की संरचना समस्या को बढ़ा सकती है। पारंपरिक बैटरी पैक के विपरीत, जहां कोशिकाओं को स्पॉट वेल्डिंग द्वारा स्थायी रूप से तय किया जाता है, यह पुनर्निर्माण योग्य बैटरी कोशिकाओं को सुरक्षित करने के लिए यांत्रिक साधनों का उपयोग करती है। रयान ने कहा कि एक ही समय में डिस्चार्ज करने और सौर चार्जिंग प्राप्त करने पर, सेल कनेक्शन पर संपर्क प्रतिरोध अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न कर सकता है। हालाँकि, उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि वर्तमान में यह निर्धारित करना असंभव है कि क्या यह विफलता का स्रोत है, लेकिन केवल यह कह सकते हैं कि इसने स्थिति में योगदान दिया होगा।

सौर पैनल आम तौर पर प्रतिस्पर्धा की कसौटी पर खरे उतरे, लेकिन पहले से ही तंग ऊर्जा बजट के साथ बैटरियों की थर्मल समस्याओं ने अंततः रुइयन को यात्रा के दौरान दो बार मुख्य बिजली से जुड़ने के लिए मजबूर किया, जिससे कुल मिलाकर लगभग 1 किलोवाट घंटे बिजली की भरपाई हुई, और इसलिए सौर पैनल के लिए प्रतिस्पर्धा करने की योग्यता खो दी।

रयान ने स्वीकार किया कि वाहन की गतिशीलता में सुधार करने के लिए उसने सौर सरणी को 300 वाट से घटाकर 200 वाट कर दिया। अंत में, यह शक्ति शायद घटना की दूरी और इलाके को संभालने की सीमा पर थी। बाइक की दक्षता अपने आप में बहुत अच्छी है, 200 वॉट का सौर पैनल एक अच्छे दिन में लगभग सभी आवश्यक बिजली प्रदान करता है, लेकिन सिस्टम आपात स्थिति के लिए ज्यादा जगह नहीं छोड़ता है।

यदि बैटरी हमेशा सामान्य रूप से चलती रहे तो वाहन सौर ऊर्जा पर दौड़ पूरी कर सकता है या नहीं, इस बारे में रयान कोई निश्चित उत्तर नहीं दे सकता है। उनका मानना ​​है कि परिणाम बहुत करीब होगा: कुछ दिनों में 200 वाट पर्याप्त है, लेकिन लगातार मौसम परिवर्तन और तीव्र चढ़ाई वाले अल्पाइन मार्गों के सामने, ऊर्जा भंडार वास्तव में सीमित है।

मोटर का भी परीक्षण किया गया है। दौड़ से पहले, रयान चिंतित था कि 250-वाट टोंगशेंग मिड-माउंटेड मोटर लंबी दूरी की उच्च तापमान वाली चढ़ाई में एक कमजोर कड़ी बन जाएगी, और तथ्यों ने आंशिक रूप से उसकी चिंताओं की पुष्टि की। आल्प्स में लंबी और खड़ी चढ़ाई का सामना करते हुए, इस सबसे छोटे 250-वाट संस्करण को भारी माल ले जाने वाली कार्गो बाइक को खींचने की ज़रूरत होती है, और थर्मल लोड अत्यधिक प्रतीत होता है।

जब मोटर ज़्यादा गरम हो जाती है, तो रुइयन का तरीका सरल होता है: रुकें और इसके ठंडा होने तक प्रतीक्षा करें। कई मौकों पर, उन्होंने मोटर हाउसिंग पर सीधे पानी भी डाला। उन्होंने पाया कि भारी भार के तहत कम गति पर मोटर चलाने की तुलना में मोटर को तेज़ गति से घुमाते रहना अधिक प्रभावी था। पहाड़ी पर चढ़ते समय, वह बहुत कम गियर का चयन करता था और मोटर को धीरे-धीरे वाहन को तेज गति से पहाड़ी पर चढ़ाने देता था। हालांकि तेज़ नहीं, यह विधि ताप भार को काफी कम कर सकती है।

हब मोटर की तुलना में मिड-माउंटेड मोटर का यह भी एक फायदा है: यह खड़ी ढलानों पर मोटर को अधिक कुशल गति सीमा में रखने के लिए साइकिल की अपनी ट्रांसमिशन प्रणाली का उपयोग कर सकता है। रयान ने कहा कि यह केवल 250 वाट की नाममात्र शक्ति वाली एक मोटर है, इसका प्रदर्शन पहले से ही काफी अच्छा है।

रयान को नहीं लगता कि सोलर बाइक हर किसी के लिए हैं। ऐसे व्यक्ति के लिए जो हर दिन काम से आने-जाने के लिए केवल कुछ मील की दूरी तय करता है और घर पहुंचने पर रिचार्ज कर सकता है, उसकी कार पर सौर प्रणाली स्थापित करने का कोई मतलब नहीं हो सकता है। लेकिन साइकिल यात्रा की दुनिया में, यह अवधारणा और भी अधिक संभावनाएं दिखाती है। उनका मानना ​​है कि हालांकि इस मार्ग पर कई पहाड़ हैं, अगर इसका उपयोग अपेक्षाकृत सपाट लंबी दूरी की यात्रा के लिए किया जाता है, तो सौर ऊर्जा के फायदे अधिक स्पष्ट होंगे।

रयान के लिए, अल्पाइन स्टेज कार सिर्फ एक प्रोटोटाइप है। उन्होंने पहले से ही अधिक चुनौतीपूर्ण लक्ष्य के लिए सिस्टम को फिर से डिज़ाइन करना शुरू कर दिया है: 2028 के लिए योजनाबद्ध फ्रेंच से चीनी सन टूर में भाग लेना।

वर्तमान में घोषित अस्थायी मार्ग लगभग 15,000 किलोमीटर लंबा है और बाल्कन, तुर्की, काकेशस, मध्य एशिया और पश्चिमी चीन से होकर गुजरेगा, रूस को पार करते हुए कैस्पियन सागर को पार करेगा। लगभग 40 राइडर्स के भाग लेने की उम्मीद है। हालाँकि, मार्ग और दौड़ नियम अभी भी परिवर्तन के अधीन हैं।

इतनी लंबी यात्रा को पूरा करने के लिए वाहन में बड़ा सौर ऊर्जा संग्रह क्षेत्र होना चाहिए। लेकिन रयान ने मौजूदा सीधी बाइक को चौड़ा करने और इसे अधिक पैनलों से ढकने से इंकार कर दिया है। उनका मानना ​​​​है कि जैसे-जैसे हर दिन यात्रा की दूरी बढ़ती है, वायुगतिकी और सवार का आराम तेजी से महत्वपूर्ण हो जाएगा।

वर्तमान में, वह कार्गो बाइक को अर्ध-लेटे हुए, लंबे व्हीलबेस संरचना में परिवर्तित करने पर विचार कर रहा है जो सवार को मूल कार्गो प्लेटफॉर्म के सामने और एक व्यापक सौर चंदवा के नीचे बैठने की अनुमति देगा। इस डिज़ाइन से वायुगतिकी में सुधार, सौर पैनल क्षेत्र में वृद्धि और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि कई दिनों तक लंबी दूरी की सवारी के लिए सवारी की स्थिति को और अधिक आरामदायक बनाने की उम्मीद है।

यह पहली कार की सादगी से एक महत्वपूर्ण विचलन होगा। रयान ने कहा कि जिस बात ने उन्हें अल्पाइन संस्करण के प्रति सबसे अधिक आकर्षित किया, वह यह थी कि यह अभी भी अनिवार्य रूप से एक नियमित कार्गो बाइक थी, जो केवल 250-वाट मिड-माउंटेड मोटर, एक सौर चार्ज नियंत्रक और 200-वाट सौर पैनलों से सुसज्जित थी। यह साबित करता है कि सौर साइकिल के बुनियादी कार्यों को प्राप्त करने के लिए, जटिल संरचना और अजीब उपस्थिति के साथ एक विशेष वाहन बनाना आवश्यक नहीं है।

हालाँकि, फ़्रांस से चीन भेजे जाने वाले मॉडल अनिवार्य रूप से अधिक विशिष्ट होंगे। रयान को उस पहले सरल प्रोटोटाइप से जो अनुभव प्राप्त हुआ वह अगली लंबी दूरी की सौर बाइक के डिजाइन के आधार के रूप में भी काम करेगा।