Un drone alimentato a energia solare

XSun progetta e produce un drone energeticamente indipendente e in grado di prendere decisioni in autonomia durante le missioni completamente automatizzate. La società aveva bisogno di sottogruppi affidabili e ad alte prestazioni per la progettazione di SolarXOne. Per questo la start-up ha contattato maxon per il sistema di propulsione.

Approfittando dell'esperienza decennale presso la Airbus Defense & Space, Benjamin David ha fondato la società XSun basandosi su un'idea piuttosto semplice: adattare le tecnologie spaziali per l'uso alle basse altitudini. Da questo approccio è nato SolarXOne: un drone ad alimentazione solare, elettrico e indipendente con un design ad ala tandem. SolarXOne, dal design simile a una libellula, presenta eccellenti prestazioni aerodinamiche e un'ampia superficie di pannelli solari che accumulano più energia solare possibile. Tutto questo in un ambiente completamente elettrico dalle elevate prestazioni.

“Crediamo fermamente che una combinazione di nuove tecnologie e fonti energetiche rinnovabili risponderanno al meglio alle attuali sfide in ambito ambientale, economico e sociale,” dichiara Benjamin David. Sottolinea inoltre che l'energia solare triplica la durata della batteria di bordo.

Proprio come un satellite, SolarXOne è un concentrato di tecnologia. Metà aeroplano, metà drone, questo UAV pesa soltanto 25 kg, ha un'apertura alare di 4,50 m ed è innovativo per molti aspetti:

• Facile da usare: SolarXOne è facile da usare come un drone ma ha le prestazioni di un velivolo.
• Rapido dispiegamento: pronto per il volo in appena 30 minuti.
• Autonomia: 12 ore di volo non-stop.
• Silenzioso: essendo completamente elettrico, il drone vola senza emettere alcun rumore.
• Eccellente manovrabilità: grazie alla configurazione aerodinamica unita alle scelte tecniche adottate.
• Affidabile: i sistemi ausiliari garantiscono un alto grado di affidabilità agli utenti.
• Manutenzione ridotta: tutti i dispositivi elettrici richiedono poca manutenzione.
• Possibilità di volo diurno e notturno: le batterie di bordo vengono ricaricate dall'energia solare.
• Eccezionale capacità di carico utile: giroscopi, telecamere ad alte prestazioni, termocamere, LIDAR, ecc.: SolarXOne è in grado di trasportare fino a 5 kg di carico utile, comprese le più recenti tecnologie di comunicazione e sicurezza.
• Un sistema conforme agli standard aeronautici: Ciò significa che l'UAV può raggiungere il massimo livello di certificazione e ottenere facilmente l'autorizzazione al volo in tutto il mondo.

Una vasta gamma di applicazioni

SolarXOne, con un'autonomia di volo giornaliera di 600 km, può percorrere migliaia di acri producendo immagini con una risoluzione precisa al cm. Di conseguenza molti settori sono interessati al drone per un'ampia varietà di applicazioni:

• mappatura e topografia di ampie aree di terra o mare, come riserve naturali,
• rilievi fotografici ad altissima risoluzione di infrastrutture lineari su larga scala (gasdotti, linee elettriche, strade, fiumi, ecc.),
• rilievi fotografici dell'agricoltura di precisione, ad esempio nell'ambito della mappatura delle foreste,
• missioni di monitoraggio e ispezione.

XSun commercializza il drone ma fornisce anche i servizi SolarXOne tramite il proprio team operativo. Il team guida il drone per conto di clienti che desiderano solamente raccogliere i dati.

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“maxon è senza dubbio il migliore”

Efficienza, qualità, affidabilità e durata. Sono questi i principi che hanno guidato l'intera fase di progettazione di SolarXOne. “A causa della struttura completamente elettrica, siamo stati costretti a puntare sull'efficienza di costi ed energia in ogni gruppo costruttivo. Per questo è stato fondamentale collaborare solo con i migliori, ovvero scegliere maxon per il sistema di propulsione,” afferma il fondatore di XSun. Nel caso della propulsione, la sfida consiste nell'individuare i sistemi più affidabili, ad alte prestazioni e dalle dimensioni più ridotte possibili, quindi praticamente le stesse esigenze del settore aerospaziale. “In questi tre ambiti, maxon è sicuramente il migliore. Ci saranno dei buoni motivi se forniscono i propri motori per robot alla NASA! Siamo stati lieti di assistere al debutto di maxon sul mercato dei droni e la nostra collaborazione ha preso forma molto rapidamente,” aggiunge Benjamin David.

Ogni aspetto tecnologico doveva essere spinto al limite affinché il drone fosse in rado di volare in modo completamente indipendente per oltre 12 ore. XSun ha approfittato dell'esperienza di maxon nei tre seguenti settori:

• Controller
• Motore
• Propulsione

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“Dal punto di vista energetico, l'obiettivo consisteva nel mantenere i consumi più bassi possibili conservando la leggerezza: una vera sfida tecnologica!” ricorda Michael Niemaz, Aerospace Project Engineer di maxon, che collabora con XSun dal 2019. A quei tempi, maxon aveva appena lanciato la prima gamma di motori per droni. Per soddisfare le esigenze di XSun, maxon ha modificato uno dei motori senza spazzole per droni, ECX 87 Flat.

Luise Löskow, Aeronautics Project Manager di maxon, afferma: “Quando abbiamo iniziato a lavorare con XSun, il design di questo tipo di motore esisteva solo nella versione base. Per questo abbiamo dovuto customizzare un prodotto che era ancora in fase di sviluppo e incorporare nuove funzioni come i sensori. Il nostro team di esperti (ingegneri progettisti, ingegneri di prova, tecnici della qualità, addetti agli acquisti e responsabili della produzione), ha discusso nel dettaglio i vari requisiti tecnici e i problemi in modo da individuare soluzioni adeguate. Infine, abbiamo aumentato la potenza del motore ECX87 Flat e modificato l'avvolgimento per una propulsione ottimale. SolarXOne è ora dotato di due motori ECX87 Flat modificati posizionati nella parte anteriore del velivolo.”

“Affinché SolarXOne potesse volare sulle città in totale sicurezza, XSun ha voluto che il drone ricevesse la certificazione più alta possibile. Ed è qui che l'esperienza di maxon ha avuto un ruolo fondamentalmente perché forniamo una qualità costruttiva che assicura la possibilità di certificare un motore sufficientemente affidabile in futuro,” sottolinea Michael Niemaz. Il fondatore di XSun è assolutamente d'accordo e aggiunge: “Sarebbe stato difficile raggiungere lo stesso livello di qualità con un partner che non fosse maxon. Pochissime aziende sarebbero state in grado di fornire un dettagliatissimo rapporto di prova di 25 pagine!”

Dal loro incontro al Paris Air Show del 2019, i team maxon e XSun lavorano fianco a fianco. Nel luglio 2020, in occasione del primo volo a lungo raggio con alimentazione solare, il SolarXOne è riuscito a volare silenziosamente per 12 ore senza emissioni di CO2 e in modo completamene indipendente. Da allora ha completato diversi incarichi operativi per molti clienti in Francia e in altre parti d'Europa.

Per maggiori informazioni, visitate: XSun.fr