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能否在電動汽車上安裝太陽能發電?

2023年10月30日

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專業回答


理論上是可以的,但是由於電動汽車體積的限制,沒有那麼大的面積來安裝足夠的太陽能電池板。


目前電池板一平方米功率在140瓦左右,而普通小轎車車頂面積不到兩平方米。而純電動汽車電池容量26安時電壓501V,電量在13kwh左右(比亞迪秦)。如果用太陽能電池板充電,車頂面積摺合太陽能電池板的功率在180w左右。180瓦的電池板,全力發電(假設持續功率180瓦)想要發出13kwh的電量,需要72小時左右。實際上使用中電池板發電量和光照角度,強度,環境溫度都有關係的,不可能恆定足功率輸出的。每天能有六小時足功率輸出就不錯了!一天摺合發電量1kwh左右,去掉充電損耗(充電效率按照80%算),每天能衝進去860wh的電量,26ah501v的電池合計要連續15天充滿,而且必須是晴朗好天氣才行。所以商用價值不大。
但是松下2017發布了一款專門為汽車設計和使用的太陽能電池板,可以用於打造汽車的太陽能車頂。
這個太陽能電池板被豐田純電動車PriusPrime採用。據說在合適的光照條件下,最大輸出功率達到180瓦。
這塊太陽能電池板每天發出的電量能夠驅使電動汽車行駛3.5公里左右。曬了一天只增加3.5公里的路程,也許可以應急吧!隨著太陽能電池板的發展,也許某一天就會造出轉換率超過50%的薄膜電池板,全車身可以均勻鋪布,屆時太陽能汽車也許就會流行起來了!

其他回答1


當然可以,而且應該推廣。其實汽車安裝光伏發電已經不是什麼新鮮事情了,國內比較早應用這種技術的是房車,客車和遊船等用電量大而且車頂有比較大面積可以鋪設太陽能板。但是能鋪設的面積尤其對於私家車來說還是比較有限的,每平米光伏的最大發電量在200W左右。所以這些DIY改裝的車載光伏發電主要作用是在停車熄火時可以長時間的使用電腦、照明設備,以及一些便攜設備的充電,避免車載電瓶過放。
已經停產的進口大眾輝騰,在車頂的天窗位置也安裝了太陽能板,這一小塊太陽能板的作用並不小,它可以驅動一個小型的電機,在天氣很炎熱的情況下將車內外空氣進行交換,降低車內溫度,也可以起到節省空調能耗和舒適的作用。
從上面的例子能看出來車頂安裝太陽能發電早已不是什麼新鮮的事情了,但為什麼國內生產的純電動汽車卻少有在車頂布局太陽能發電?可能有些人會說,車頂布局光伏發電量很小,可能太陽底下暴曬幾天也只能多驅動車子走個幾公里,但我想說這意義小嗎?驅動一噸以上的車子行駛幾公里消耗的完全是免費潔凈的能源,日積月累也會是相當客觀的,如果把所有電動汽車每年多行駛的里程和減少的碳排放加起來就絕對是一個天文數字。
在國產電動汽車仍然國家補貼的今天,一方面電動汽車的技術仍不成熟,很多國內的車廠做電動汽車的初衷也是為了賺取補貼,而在研發和社會責任感方面的投入顯然有限,雖然現在很多國產純電動車也在不斷升級換代,三電合一讓電動車更高效、續航里程普遍可以在開啟所有用電設備情況下達到200km以上,但這種進步的速度依然是不夠的。
這一點我們確實應該好好學習能源和資源都相對貧瘠的日本。豐田在插電混動的普銳斯上布局了太陽能發電。根據每天太陽照射的情況不同可以純靠太陽能驅動車子多行駛2-6公里,或輔助車上的各種用電設備使用。
未來5-10年光伏技術可大幅的發展空間包含太陽能板的發電密度,所以車頂太陽能發電對於任何具備安裝條件的汽車來說都是很有意義的。

其他回答2


任何有陽光的地方安裝太陽能電池板都可以發電,當然汽車也不例外。這裡的關鍵問題不是能不能發電,而是能發多少電,以及發電的代價是什麼。
首先我們先了解一下在晴朗無雲的氣侯下,我國所處位置的地面每平方米陽光能量是多少。以Am1.5的(陽光入射角48.2度)標準條件測試大約為1000W/平方米。太陽能電池板的任務就是儘可能多的把這些能量轉變成電能。依目前的技術水平,單晶太陽能電池板的轉換效率約為20%,而小汽車的表面積,粗略估計一下也要十平米左右。這是否就是說只要把汽車表面貼滿太陽能電池,就可以輸出2000W的電能了?結論當然是否定的。
因為要真正從每平方陽光中提取200W電能是要滿足很多條件的。首先是太陽能電池板要正對著太陽,角度稍有偏離光效就要大打折扣。下圖是一個5KW家用光伏糸統的分時功率圖:
該糸統的光伏板安裝傾角為38度。從圖中可以看出,只有中午的一小段時間能接近滿功率運行。在其它時間,隨著日光角度的變化,發電量急劇下降。由此可見日光的照射角度對發電量的影響是非常大的。二.因太陽能電池的電壓只有零點幾伏,電流也很小。所以電池板都是由多個小電池串並聯而成。這也和普通電池對串並聯的要求一樣,每個電池的電壓和內阻要一致。(光照不好的部分就會呈現低電壓高內阻)因為串聯時內阻 高的那一顆,會影響本串的總電流,並聯時電壓低的那一顆會影響本組的電壓。為滿足這一要求,所有的晶片(即太陽能電池)必須位於同一平面上,以同一角度面對太陽。顯然,流線形的汽車外觀設計和朝不同方向的車體側面是難以滿足要求的。三.電池板上不能有陰影,否則被陰影遮住的晶片不但不發電,而且還會成為電阻,影響其它晶片能量的輸出。如果讓車輛始終保持在沒有任何陰影的路況下行駛,這幾乎是不可能的。
通以上三點不難看出,在汽車表面貼滿太陽能電池板的做法是行不通的。那麼剩下的方案只有在汽車頂部放置平面形的電池板了。

其中圖1、圖2的電池板面積一般不會超過15平方米,
大約可安裝3KW電池板,由於是平裝,沒有直對太陽,即使正午時分實際輸出功率很難超過2KW(越往北方效果越差)。用這點功率來驅動電動三輪車是沒有問題的,但要用來驅動汽車正常行駛是不可能的,只能用來給蓄電池補充電能。粗略估萛一下,在日光下曝曬一天大約可增加行駛里程30~50公里(參照每百公里15度電的能耗)。當然這只是估值,因為影響行駛里程的因素實在是太多了。
像圖3這種不影響小汽車外觀的安裝方式,只能對車載電器的供電起到一些輔助作用,在增加行駛里程方面的作用基本可以忽略不計。
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