番外篇:太阳能汽车电量数学计算分析
逍遥萧楠
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2020.01.02
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本文作为上一篇文章的补种计算举例,主要说明一下为什么电能转换效率是制约太阳能汽车的核心因素。

汽车只依靠太阳能驱动发动机是不现实的,因为充电效率非常之低。大家都知道走在科技前沿的航空航天领域,卫星使用的太阳能电池板其光电转化效率也仅仅有最高24%,普通的民用及硅晶太阳能板转化率能接近20%就算高端产品了,目前汉能也就是这个水平。

这一比例定义是一平方米的太阳能电池板在理想光照条件下,其发电量仅仅有接近200W的水平,这个电量能否满足汽车动力,以尺寸作为切入点分析,应该不难理解。

1:C级中大型SUV,车身尺寸假设为5000*2000*1700,引擎盖位置不宜安装电池板,去掉发动机舱的长度后假设车顶长度为3米,在不安装天窗和行李架的基础上,可以安装太阳能板的面积只有6平方米,一小时的发电量约为1.8kwh(度)。

2:最大尺寸一类轻客,车身尺寸假设为5900*2000*2000,同样去掉发动机舱后假设车顶长度为4米,不算驻车空调和天窗面积为8米,满满安装太阳能电池板的一小时发电量也仅仅有接近2.4kwh。

纯电动C级中大型SUV的百公里电耗约为25kwh左右(A级别一般在15kwh左右,本文以C级为例),假设车辆在高速公路巡航驾驶,一小时的发电量仅能支持该车行驶7.2公里;轻型客车的耗电量只会更大,且车内空间过大如使用热空调已经会有超高的电耗,每小时的发电量足够车辆怠速取暖就算难得了。要知道现在的纯电动车,动不动就好几十度电,才能保证汽车行驶400~500km,相比来说太阳能效率就差的太多了。

发电量与车辆耗电量完全不成比例,而平均光照时间能达到7小时的地区已经很少,即使能达到这一标准其太阳能发电量一天也仅仅为12.6kwh左右;虽然这一容量能满足汽车行驶50公里上下,但汽车又真的能做到白天充电晚上驾驶吗?其次如遇到阴雨雪雾等天气汽车难道就要停放让车主选择公共出行,这种车的实用价值有多高?

所以纯粹的太阳能汽车是不可能普及的,实用价值太低无法被消费者接受;太阳能发电只适合大面积作业,在戈壁沙漠以公顷为单位安装太阳能板才能获得足够大的发电量。电动汽车存在的价值是将动力电池用到容量严重下滑而淘汰,之后将这些电池源源不断的送至光伏、风电等领域作为储能电站的电池使用,使用周期铁电为50年左右、镍类锂电30年左右,利用电池的循环利用加速新能源清洁发电的增长,在用电动汽车消耗这些电,形成健康循环才是最终目标。

但是,这里要说但是!汽车也有利用太阳能发电补充电量的车型,比如纯电动大巴车,这类车的车顶面积能达到20平方左右,足够大的面积可以带来合理的发电量,商业用电的价格过高所以还有些价值;普通电动汽车使用家用桩在夜间充电,价格仅为0.47¥/1kwh左右(北京地区),如此低的成本是没有必要利用高价太阳能板补偿电量的。

此外,太阳能电池作为辅助能量,配合电网充电使用,笔者认为这个目前来说还是有一定的潜力的,因此上一篇文章中笔者预测,这种类型的汽车可能会进入家庭。

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