早几年,在新能源汽车如雨后春笋的时代(约 3~5 年前),也正好好光伏产业进入低谷的时候,有一家打着“太阳能汽车”旗号的企业特别“扎眼”,其背后老板也是曾经的中国首富——汉能控股集团董事局主席李河君。

 

辣么,太阳能汽车究竟是白日做梦还是此情可待呢?今天从“学院派”的角度来分析一下太阳能汽车的可行性。

 

大家都理解,所谓太阳能汽车,就是利用太阳能发电装置——俗称的太阳能电池,将阳光照射的光能转化为电能;具体能够“收集”到多少的电能,主要取决于太阳能电池接收阳光照射的面积,照射角度,太阳能电池将光能转化为电能的效率以及照射时间;

 

那么,先看一看理论上的能量值,在地球上,一平方米的面积,太阳光直射在上面,所能接收的最大能量约为每平方米 1325W~1457W。1957 年国际地球物理年决定采用 1380W/m^2。世界气象组织 1981 年公布的太阳常数值是 1368w/m^2。

 

市面上主要的太阳能电池的转化效率如何呢?这个主要是用每平米的太阳能电池组件的功率衡量,根据材料不同,也有比较达的差距,太阳能电池主要是单晶硅 / 多晶硅 / 非晶硅三类;按照一些大型项目采纳的值(尽可能贴近理论的上限值可以获得更多补贴),多在 120~140W/㎡,也就对应着常说的 12~15%的转化效率;

 

一辆汽车可以提供多少“太阳光照射”的面积呢?以一辆中档轿车计算,去掉前风挡玻璃和后风挡玻璃(当然地板也不算哈),表面积大约 15 平方米,如果将两侧面去除(阳光照射角度问题),一辆家用轿车实际能提供太阳能收集的面积大约在 6 平方。

 

如果不考虑照射角度影响效率等(主要是投影面积)因素,取值 6 平米,再根据太阳能汽车的这家公司宣称收购的太阳能薄膜电池转化效率比别人都高一筹,每平米太阳能薄膜组件的功率按照 200 瓦计算,平均每天有 5 小时充足的阳光照射时间,可以计算一下理论上可收集的最大电能:200W/㎡*6㎡*5 小时=6000W/H,也就是 6 度电;看到这里,似乎每天能发出 6 度电,是很不错的效果呢!

 

理想是丰满的,现实是骨感的,当光伏组件内部的温度达到 50-75℃时,它的输出功率降为额定时的 89%,在分析太阳电池板输出功率时要考虑到 0.89 的影响系数;由于太阳辐射的不均匀性,光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出,因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和,在分析太阳电池输出功率时要考虑到 0.93 的影响系数。另外,还有光伏组件的板间连线损失等,这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按 0.95 计算。6000W/H*0.89*0.93*0.95=4717W/H,也就是 4.7 度电,大约对应的续航历程 35~50KM(根据具体汽车参数)

 

现实中,汽车就算不停在车库或者阴凉处,太阳还有照射角度,汽车不能像向日葵一样自动转动获得最大的照射面积,还需要能够满足发电的气象条件,计算出来的最大发电量如果再存储到蓄电池中(太阳能电池本身是发电装置,不是储能装置,因此,发出来的电还需要存储到一个储能的电池装置里去),还有转化的损失,电能转化为电池的化学能一般按照 92%的效率,等到再需要电能时,又有一个将化学能转化为电能的过程,还有一个 95%的效率问题;这样算下来呢?

 

以上,如果真出品了太阳能汽车,你的爱车就不能停在地下车库或者阴凉处了,而是要选择太阳暴晒的地方停,现在天气正热,是好时候,但是,上车开启空调将暴晒过的汽车温度降下来,需要多耗费多少电能呢?初步估计约 1 度电吧;太阳能汽车既需要现在电动汽车的动力电池,还需要额外的太阳能发电系统,这额外增加的成本呢?就算你发的电足够多了,会有消费者青睐吗?

 

这一点不但专业哥认为太阳能汽车目前仍是个“梦想”,而且连汉能汽车技术操盘手——原汉能控股副总裁高卫民在加盟两年后弃汉能而去,而此时的汉能太能汽车在失去重要操盘手后还能实现量产并上市?

 

高卫民与汉能 Solar 系列全太阳能动力汽车

 

补充:

汉能宣称 31.6%的转化效率,取 1000W/㎡标准阳光强度,6 平米面积,按照阳光照射角度,面积需要考虑 65%的有效面积;31.6%*1000W/㎡*6㎡*65%*5 小时*0.89*0.93*0.95=4845WH,也就是 4.845 度电;对应续航里程 40~55KM。

 

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