太阳能汽车到底能不能进入千家万户
逍遥萧楠
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2020.01.02
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太阳能汽车到底能不能进入千家万户

太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点,太阳能汽车被诸多国家所提倡,太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。

太阳能汽车基本原理:

从实际动力来说,太阳能还是依靠电力来驱动整个汽车的行进,也就是其最终还是依靠电机输出动力,所不同的是,其电能的来源不是依靠基础电网,而是依靠太阳能!没错,他是将太阳能转化并存储起来,在行驶需要时候,将电能释放给电机。

太阳能汽车环保性:

相比传统燃油车和新能源电动汽车,太阳能汽车具备更加环保的特点。传统燃油车,排放的有毒气体会严重污染环境;新能源电动汽车从电网获取电能,但是电网电量生产的过程可能是靠火力发电,对环境存在一定的污染。虽然说太阳能汽车更加环保,但是其环保只是汽车使用过程环保,严格意义上讲,其也不是完全的环保,因为汽车生产过程中必然会产生环境污染的物质,汽车回收过程也存在无法再次利用的垃圾。

太阳能汽车核心技术:

太阳能汽车很多地方和现有新能源汽车一样,比如说电机管理。所不同的是其电能转化技术以及电能存储技术。太阳能汽车的“心脏”也就是关键技术就是电力存储系统,它由蓄电池和电能组组成。蓄电池组相当于普通汽车的油箱。一辆太阳能汽车使用蓄电池组来储存电能以便在必要时使用,太阳能汽车启动装置控制着蓄电池组,但是当太阳能汽车开动后,是通过太阳能阵列提供能量,再充到蓄电池组内。由于技术原因,蓄电池存储能量是有限的,而且还分不同类型(铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、锂电池以及锂聚合物电池)。在太阳能汽车顶上,有一个圆弧形的太阳能电池板,板上整齐地排列着许多太阳能电池。这些太阳能电池在阳光的照射下,电极之间产生电动势,通过连接2个电极的导线,就会有电流输出。太阳能电池方阵是太阳能汽车的能源。方阵是由许多PV光电池板(通常有好几百个)组成。方阵类型受到太阳能汽车尺寸和部件费用等的制约。目前,主要有2种类型的光电池板:硅电池和砷化合物电池。一般等级的太阳能汽车通常使用硅电池板,硅太阳能电池能把10%~15%的太阳能转变成电能。它既使用方便,经久耐用,又很干净,不污染环境,是比较理想的一种电源,只是光电转换的比率小了一些。许多独立的硅片被组合,形成太阳电池方阵,依靠光伏电源供电动发动机驱动太阳能汽车。这些方阵的工作电压通常在50~200V,并能提供1000W的电力。方阵输出功率的大小受到太阳、云层的覆盖度和温度的影响。超级太阳能汽车也能使用通常类型的太阳能光电板,但更多的是使用太空级光电板。这种板很小,但是比普通的硅片电池板要昂贵得多,然而它们的使用效率非常高。一般情况下,汽车在运动时,被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统。但有时提供的能量要大于发动机需求的电力,那么多余的能量就会被蓄电池储存以备后用。当太阳能电池方阵不能提供足够的能量来驱动发动机时,蓄电池内的被储存的备用能量将会自动补充。当太阳能汽车不运动时,所有能量都将通过太阳能光伏阵列储存在蓄电池内。也可以利用一些回流的能量来推动汽车。当太阳能汽车开始减速时,换用通用的机械制动,这时发动机将变成了一个发电机,能量通过发动机控制器反向进入蓄电池内进行储存。回充到蓄电池中的能量非常少,但是却非常实用。

经过上面的分析,读者应该对太阳能汽车的关键技术原理有了一个基本的认识,那么他的难点是什么呢?笔者总结了几点,主要是太阳能到电能的效率,能量存储控制,车辆重量控制等。

笔者总结一下,阅读本文后读者应该对太阳能汽车有了一个大致的了解,虽然太阳能汽车有着很多优点,但能否进入千家万户,除了转换效率技术问题,成本问题,还有一个很大的导向型问题,那就是国家政策大环境,因此新能源进入千家万户值得期待,但是路还很遥远。目前笔者大胆的预测,未来10年内将会有不少太阳能和充电汽车结合的汽车进入家庭。

看到这里,读者可能还有一个疑问,太阳能板转化效率为什么能制约太阳能汽车落地?因篇幅问题,笔者将在下一节进行计算说明,敬请大家期待,下一篇题目为番外篇:太阳能汽车电量数学计算分析

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2020.11.20
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