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为什么汽车设计不在顶部设置太阳能板?
因为在多数情况下汽车顶部不适合安装电池板。一方面是面积太小发电有限,另一方面是汽车所处环境千变万化,难以滿足电池板正常工作所需的苛刻条件。
为搞清楚这些问题首先我们有必要了解一下在晴朗无云的气侯下,我国所处位置的地面每平方米阳光能量是多少。以Am1.5的(阳光入射角48.2度)标准条件测试大约为1000W/平方米。太阳能电池板的任务就是尽可能多的把这些有限的能量转变成电能。依目前的技术水平,单晶太阳能电池板的转换效率约为20%,而小汽车顶部的面积一般也就两平米左右。
但这并不意味着装上电池板就能发出400W的电。因为要真正从每平方阳光中提取200W电能是要滿足很多条件的。首先是太阳能电池板要正对着太阳,角度稍有偏离发电量就要大打折扣。图2是一个5KW家用光伏糸统的分时功率图:
该糸统的光伏板安装倾角为38度。从图中可以看出,只有中午的一小段时间能接近滿功率运行。在其它时间,随着日光角度的变化,发电量急剧下降。由此可见日光的照射角度对发电量的影响是非常大的。当然体型大一点的车辆也是可以装的,如图3、图4,
但这种车子的自重、载重都要大许多。相对来说电池板发出的电仍是杯水车薪。特别是图4的装法,看上去很滑稽好像风帆一样,车速快了一定会“飞”起来的!
第二个要滿足的条件是电池板上不能有阴影。因太阳能电池的电压只有零点几伏,电流也很小。所以电池板都是由多个小电池串并联而成。这也和普通电池对串并联的要求一样,每个电池的电压和内阻要一致。
处于被阴影遮挡部分的太阳能电池,会呈现低电压(或无电压)高内阻。这在串联电路中,它只能起到电阻的作用,严重影响本串的总电流,甚至会发热烧毁,以前就曾经发生过被鸟粪覆盖的局部电池板发热冒烟的情况。而并联时电压低的那部分也会影响到本组的功率输出。如果让车辆始终保持在没有任何阴影的路况下行驶,这几乎又是不可能的。 通过以上两点不难看出,在狭小的汽车顶部安装太阳能电池板很难发挥应有的作用。
既使是图3、图4的车顶有效面积一般也不会超过15平方米,最多能安装3KW电池板。但由于是平装,沒有直对太阳,就是到了正午时分实际输出功率很难超过2KW(越往北方效果越差)。既使能保证充足的日照,一天的总发电量也很难突破10度。用这点功率来驱动电动三轮车是沒有问题的,但用来驱动汽车正常行驶的作用则非常有限,只能用来给蓄电池补充电能。
试想一下,某豪车厂家如果在车顶部装了太阳能电池板,同时又要在说明书里花大量篇幅去强调这些本来就作用不大的电池板发挥作用的前提条件,这样的电池板是不是还不如不装呢?所以汽车厂家对于车顶加装电池板一事是慎之又慎的(特别是对小轿车)。否则因电池板所带来的投诉,会使豪车的声誉毁于一旦。
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完全可以!但不值得!
现在的太阳能板,光电转化率相当的高,如果说在汽车顶部设置好太阳能板,一天光照的发电量,可以最大程度提供灯光照明和车辆其它电路的消耗,想法初衷就是好!但是如果车辆按装了天阳能板,弊端大于优点没必要!
首先,车辆行驶靠油耗,车顶装上太阳能板能基板,一定增重,额外增油耗,汽车发电,电机阻力也会增油耗,但增重的油耗甚至比电机发电的油耗高,能量运算决定了汽车用太阳能板经济效益不会高!
其次,太阳能板太影响汽车美观度,最重要的是外部结构的破坏会影响自身和他人的安全。
还有,就是自己私自改装不允许,国家也没有对厂家开发这个限制…
最后,如果一切条件都允许,增加太阳能板的成本用来补足那一点点的电力,画蛇添足,浪费精力财力和物力。入不敷出真的太没有意义!
为什么汽车顶部不装太阳能发电装置?
其实这确实是一个相当不错电源补充的一个选项,但为何现在的电动或者混动的汽车很少安装呢?或者可以从如下几个方面来看看
2017年7月份,德国的Sono公司发布了号称世界首款打算量产的太阳能汽车Sion,它的售价为16000欧元(约合人民币12.4万元),而加装太阳能电池组的成本就占了4000欧元。你是否对这个价值4000欧元的太阳能电池一天能产生多少电力感兴趣呢?这就比较尴尬了,根据测算,在阳光充足的情况下,暴晒一天产生的电力大约能提供车辆行驶29千米。
根据当前太阳能电池的效率15%-20%和大部分车顶平均面积5平方米计算,每小时约能产生1千瓦时,按每天日照8-10小时计算,约能产生10度电左右的电能,理论上来说能行驶50-70千米,按理来说其实还不错。但实际情况完全不是这样,因为日照不是一直像中午垂直照射,并且100%面积都能照射到的,因此车顶的太阳能电池大部分时间里利用率很低,这导致我们对车顶这个成本居高不下但性价比不高的太阳能电池“爱不起来”。
汉能的太阳能概念车
丰田第三代普锐斯PHEV
这是一个非常具有建设性的意义,将太阳能转化为电能也并非陌生技术,而且在纯电、插电式混动等以电驱动为主的交通工具推行大势下,能量回收都能起到电能的补充,那么对于大自然的光能馈赠,的确是个好主意。
其实太阳能在民用车领域的应用由来已久,早在1992年马自达929就配备置于车顶的光学太阳能电池,奔驰E级、奥迪A8、A6等车上都出现过太阳能天窗这项配置,别说豪华品牌,在2010年的斯柯达昊锐上就出现过类似的太阳能天窗。丰田混动普锐斯也出现过太阳能车顶,不过它并非天窗形式出现。不同形式的太阳能天窗只有一个用处,在太阳暴晒下可以通过天窗里的太阳能集电板将太阳能转化为电能,并自动为鼓风机提供电能,以实现车内通风和换气。鉴于空调压缩机需要发动机运转带动,所以太阳能天窗并不能实现制冷,但却能适当的降低车内温度,相比实用性,它更大的缺点在于维修更换成本。
因为受制于普通天窗的玻璃面积,太阳能集电板所能提供的电能及其有限,如今全景天窗的出现可以提升照射面积以提高电能,但又有一个问题,太阳能电板会丧失玻璃透光度,对于无法开启的全景天幕,一个无法透光度玻璃跟没天窗有什么区别呢?目前有一个厂商宣称已研发出曲面、透明的太阳能板,可用于汽车天窗,但成本依旧是车企亟待商榷的地方。
受制于车顶面积和而且单元转换效率,面板所能输出的功率实在太有限了,甚至都无法带动普锐斯上那个电驱的压缩机,不过在2017款日规插电版普锐斯上还是出现了太阳能天窗,这个天窗可以提升车辆纯电续航里程,因为碰撞法规,这个太阳能天窗未能在全球普及。现代和起亚也决定为新车型配备太阳能车顶,随着转换率提升、安全条例的许可、成本的控制,这项技术有可能大量应用于民用汽车领域。(亚夫)
太阳能充电低速电动车每天晒太阳充电增加行驶三四十公里,还可以通过逆变器向各类电器供电使用,提高民众防灾减灾救灾和灾难发生后的恢复能力,绿色出行,节能环保,省钱省事,减低雾霾,造福社会,新能源项目。
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