太陽(yáng)能汽車空調(diào)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探析

【摘 要】在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)期，汽車行業(yè)展露出了前所未有的發(fā)展勢(shì)頭。汽車本身屬于一種代步工具，為人們的出行帶去了諸多便利，是現(xiàn)代人生活中不可缺少的一部分，但是它不僅造成了能源消耗，還破壞了我們生存的自然環(huán)境。身處在霧霾嚴(yán)重、氣候升溫、資源匱乏的環(huán)境中，人類日漸到可持續(xù)發(fā)展的重要性，并竭力借助科學(xué)滿足自身需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)“綠色”生活。太陽(yáng)能汽車空調(diào)的發(fā)展則實(shí)現(xiàn)了人們的這一愿望。本文在對(duì)太陽(yáng)能汽車空調(diào)發(fā)展現(xiàn)狀作出簡(jiǎn)要分析和論述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就未來(lái)太陽(yáng)能汽車空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能汽車空調(diào) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約是當(dāng)前人類生存所面臨的主要問(wèn)題，受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注和重視。國(guó)家及黨領(lǐng)導(dǎo)人號(hào)召全社會(huì)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，認(rèn)真落實(shí)節(jié)能減排工作，全力打造節(jié)約型社會(huì)，其出臺(tái)的一系列汽車“限行、限購(gòu)”措施就是實(shí)例。在我國(guó)政策的強(qiáng)力支持下，新能源行業(yè)進(jìn)入了深化發(fā)展階段，并逐漸滲透到了電力、汽車等領(lǐng)域，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。目前，人們對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)研究和利用的關(guān)注度越來(lái)越高，這為太陽(yáng)能汽車空調(diào)發(fā)展創(chuàng)造了良好的社會(huì)條件。

1 太陽(yáng)能汽車空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全世界正在經(jīng)歷著一場(chǎng)能源危機(jī)，如何保證人類的可持續(xù)發(fā)展成為了各國(guó)研究的重點(diǎn)課題，這也是科技發(fā)展的最終歸宿。在這樣的時(shí)代背景下，太陽(yáng)能作為部分不可再生資源的替代品，具有可再生、無(wú)污染等特定，符合了現(xiàn)代綠色環(huán)保理念，其相關(guān)技術(shù)在汽車空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用，為新能源汽車注入了新的活力。傳統(tǒng)汽車空調(diào)使用了大量的制冷劑，其中的R12對(duì)大氣環(huán)境中的臭氧層就有嚴(yán)重的破壞作用，是引起世界氣候變暖問(wèn)題的根源之一。除此之外，傳統(tǒng)汽車空調(diào)還在一定程度上增加了整車的負(fù)載，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，而且阻礙了駕駛室內(nèi)的空氣循環(huán)。而太陽(yáng)能汽車空調(diào)與傳統(tǒng)汽車空調(diào)的工作原理存在本質(zhì)區(qū)別，它的發(fā)展不僅滿足了人們對(duì)舒適性的需求，還改善了傳統(tǒng)汽車空調(diào)的弊端。太陽(yáng)能汽車空調(diào)主要通過(guò)硅型太陽(yáng)能電池板，在電場(chǎng)的作用下，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并連接半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行工作。本質(zhì)上講，太陽(yáng)能汽車空調(diào)的動(dòng)力來(lái)源于太陽(yáng)能，其本身具有一個(gè)自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它轉(zhuǎn)化的能量與太陽(yáng)光照強(qiáng)度呈正比關(guān)系，即太陽(yáng)光照越強(qiáng)，所供使用的能量越充足。

2 太陽(yáng)能汽車空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)上文的分析，我們不難得出太陽(yáng)能汽車空調(diào)發(fā)展空間巨大的結(jié)論，其在環(huán)境保護(hù)方面做出了很大貢獻(xiàn)。目前，太陽(yáng)能汽車空調(diào)研究領(lǐng)域還處于萌芽狀態(tài)，但是由于缺乏創(chuàng)新意識(shí)，導(dǎo)致它的發(fā)展限定在一定層次。為了促使太陽(yáng)能汽車空調(diào)創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值，作者認(rèn)為還需要加強(qiáng)以下幾項(xiàng)工作：

2.1 提升蓄電池的核心性能

在太陽(yáng)能汽車空調(diào)工作系統(tǒng)中，太陽(yáng)能蓄電池是為壓縮機(jī)制冷裝置或半導(dǎo)體制冷裝置提供動(dòng)力的關(guān)鍵部分，提升其蓄電性能是最大化太陽(yáng)能汽車空調(diào)價(jià)值的基礎(chǔ)性工作。以我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)水平來(lái)看，硅型太陽(yáng)能電池板的最高光電轉(zhuǎn)化效率為17%，這在某種程度上直接制約了太陽(yáng)能汽車空調(diào)的發(fā)展。因?yàn)樵诠β瘦敵鲆欢ǖ那闆r下，低效的光電轉(zhuǎn)化效率，使得汽車空調(diào)所需的太陽(yáng)能電池板面積越大，只有這樣才能保證足夠的動(dòng)力輸出，然而卻限制了半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的小型化設(shè)計(jì)。目前，由德國(guó)研制的“N”型單晶硅太陽(yáng)能電池板最高轉(zhuǎn)化效率以達(dá)到了23.4%，而多層太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)化效率甚至達(dá)到了41.1%。與之相比，我國(guó)的太陽(yáng)能蓄電池性能稍顯不足，因此，各太陽(yáng)能汽車空調(diào)研制機(jī)構(gòu)應(yīng)該在提升蓄電池核心性能即光電轉(zhuǎn)化效率上下苦工，生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效太陽(yáng)能電池片。

2.2 重視半導(dǎo)體制冷的研究

從當(dāng)前的汽車空調(diào)發(fā)展情況來(lái)看，未來(lái)半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)有著非常廣闊的應(yīng)用情景。但是，受制于較低的能量與熱量轉(zhuǎn)換比，半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)還不能被廣泛推廣。一般情況下，半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的能量與熱量轉(zhuǎn)換比為0.2-0.3，很難滿足用戶的使用需求。究其原因，致使這種問(wèn)題發(fā)生的根源在于半導(dǎo)體制冷材料的性能不高。為此，太陽(yáng)能汽車空調(diào)研制機(jī)構(gòu)應(yīng)該重視半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)研究，適度加大此方面的投入，積極尋找能量與熱量轉(zhuǎn)換比高的新型半導(dǎo)體制冷材料，從根本上提升半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的性能。與此同時(shí)，太陽(yáng)能汽車空調(diào)研究機(jī)構(gòu)還可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，以強(qiáng)化冷熱端換熱性能，達(dá)到改善半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)能量與熱量比的目的，從而設(shè)計(jì)出專用于汽車空調(diào)的高效太陽(yáng)能半導(dǎo)體制冷空調(diào)裝置。

2.3 優(yōu)化熱能驅(qū)動(dòng)制冷裝置

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作的過(guò)程中，始終會(huì)伴隨著動(dòng)力輸出產(chǎn)生一些熱量，假如把這部分余熱有效利用起來(lái)，勢(shì)必會(huì)在很大程度上減少能源消耗，是循環(huán)利用理念的體現(xiàn)。我們可以借助太陽(yáng)能汽車空調(diào)這個(gè)載體，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱能與發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的結(jié)合使用，以此共同驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)制冷裝置?，F(xiàn)階段，吸收式空調(diào)機(jī)的技術(shù)發(fā)展較為醇熟，具有穩(wěn)定、可靠等優(yōu)良性能，因而得到了廣泛的應(yīng)用。因此，可以在現(xiàn)有吸收式制冷技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出太陽(yáng)能熱量與發(fā)動(dòng)機(jī)余熱結(jié)合高效驅(qū)動(dòng)吸收式制冷裝置的太陽(yáng)能天窗汽車空調(diào)，并大力推廣到小型汽車空調(diào)上。另外，由于天窗太陽(yáng)能汽車空調(diào)就有通風(fēng)降溫、保證舒適、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)特性，所以太陽(yáng)能汽車空調(diào)研制機(jī)構(gòu)還應(yīng)該進(jìn)一步深化對(duì)此的研究，充分利用上述先進(jìn)技術(shù)，研究出價(jià)格低廉、性能優(yōu)良的汽車天窗空調(diào)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，太陽(yáng)能汽車空調(diào)未來(lái)的發(fā)展前景非常廣闊，但同時(shí)也面臨著重重困難。我們要始終堅(jiān)定發(fā)展太陽(yáng)能技術(shù)的信心，并逐步將其推廣到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，努力貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛和人類長(zhǎng)存。由于個(gè)人能力有限，本文的研究可能存在不足之處，因此，希望各界學(xué)者和專家持續(xù)關(guān)注太陽(yáng)能汽車空調(diào)的發(fā)展，并從技術(shù)角度、優(yōu)化角度等不同角度提出更多的發(fā)展建議或意見(jiàn)，進(jìn)而促使太陽(yáng)能技術(shù)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 譚軍毅，余國(guó)保，舒水明.國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能空調(diào)研究現(xiàn)狀及展望[J].制冷與空調(diào)（四川），2013（04）.

[2] 鐘文京.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（21）.

[3] 夏嵩勇，王漢斯，董奇奇.語(yǔ)音識(shí)別與汽車空調(diào)控制匹配技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2015（10）.

作者簡(jiǎn)介：張文翔（1984—），男，湖南岳陽(yáng)人，本科，助教，研究方向：汽車電器、汽車空調(diào)。