淺析新能源太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)

王思天 蘇蕊 張玉

摘要：進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，世界越來(lái)越陷入環(huán)境急劇惡化和能源日益短缺的窘境，人們?cè)桨l(fā)深刻的認(rèn)識(shí)到新能源、清潔能源的重要性?，F(xiàn)有的汽油車(chē)和新能源汽車(chē)都會(huì)直接和間接地產(chǎn)生二氧化碳排放。從現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，太陽(yáng)能是大自然給我們?nèi)祟?lèi)的最大的禮物，它作為一種可再生的清潔能源，其開(kāi)發(fā)與利用對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：新能源；清潔能源；太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車(chē)

當(dāng)今社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展世界越來(lái)越陷入環(huán)境急劇惡化和能源日益短缺的窘境，人們?cè)桨l(fā)深刻的認(rèn)識(shí)到新能源、清潔能源的重要性。現(xiàn)有的汽油車(chē)和新能源汽車(chē)都會(huì)直接和間接地產(chǎn)生二氧化碳排放。從現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，太陽(yáng)能是大自然給我們?nèi)祟?lèi)的一個(gè)最大的禮物。太陽(yáng)能作為一種可再生的清潔能源，其開(kāi)發(fā)與利用對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。雖然我國(guó)在太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用方面起步較晚，但根基扎實(shí)，還有很大的發(fā)展空間。

一、什么是太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)力

太陽(yáng)能是指太陽(yáng)的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說(shuō)的太陽(yáng)光線。從某種意義上講，太陽(yáng)能汽車(chē)也是電動(dòng)汽車(chē)的一種，所不同的是電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池靠工業(yè)電網(wǎng)充電，而太陽(yáng)能汽車(chē)用的是太陽(yáng)能電池。并利用太陽(yáng)能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能，電能會(huì)在儲(chǔ)電池中存起備用，用來(lái)推動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)。太陽(yáng)能汽車(chē)的核心技術(shù)是用太陽(yáng)能板發(fā)電，取代傳統(tǒng)的充電站技術(shù)，擺脫對(duì)充電站的依賴(lài)，建立“移動(dòng)充電”新概念。

二、我國(guó)太陽(yáng)能的利用

目前我國(guó)太陽(yáng)能的利用主要分為兩個(gè)方面：（1）利用光伏效能，將太陽(yáng)光的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｌ?yáng)能電池就是這種性能的半導(dǎo)體器件，它可以將太陽(yáng)光的輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑧?yīng)用非常方便，在全世界受到廣泛重視；（2）利用光熱效應(yīng)，把太陽(yáng)光輻射能轉(zhuǎn)化為熱能。

三、太陽(yáng)能汽車(chē)真正走入大眾生活所面臨的難題

（1）太陽(yáng)能的采集與轉(zhuǎn)換問(wèn)題。根據(jù)一般的材料應(yīng)用與技術(shù)能力，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換率只能達(dá)到20%左右，難以滿足汽車(chē)高速行駛所需要的足夠動(dòng)力。（2）造價(jià)太高。為了使車(chē)體輕、速度快、太陽(yáng)能車(chē)普遍采用質(zhì)輕價(jià)貴的航空、航天材料，造價(jià)昂貴，所以開(kāi)發(fā)新的，經(jīng)濟(jì)的替代材料迫在眉睫。（3）汽車(chē)公司及石油公司缺少生產(chǎn)推廣太陽(yáng)能汽車(chē)的內(nèi)在需求。因?yàn)槟壳暗脑S多汽車(chē)公司都處于高利潤(rùn)期，不愿意投資開(kāi)發(fā)新一代太陽(yáng)能汽車(chē)。

四、新能源太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車(chē)對(duì)傳統(tǒng)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)力問(wèn)題的克服

1.采集與轉(zhuǎn)換問(wèn)題：太陽(yáng)能汽車(chē)最大的門(mén)檻就是有沒(méi)有足夠高的太陽(yáng)能發(fā)電轉(zhuǎn)化率，漢能全太陽(yáng)能動(dòng)力汽車(chē)有著較高的能源轉(zhuǎn)化率。理論上薄膜發(fā)電的轉(zhuǎn)化率可以提升到50%以上，從技術(shù)角度講我們依然有很大的提高空間。測(cè)算方面，轉(zhuǎn)化率每提升一個(gè)百分點(diǎn)，成本下降5%至8%，預(yù)計(jì)到全太陽(yáng)能動(dòng)力汽車(chē)量產(chǎn)階段，薄膜太陽(yáng)能電池組件的成本將降低90%以上。同時(shí)我們的汽車(chē)將應(yīng)用太陽(yáng)能芯片技術(shù)，把太陽(yáng)能板集成芯片放到到汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃和天窗玻璃的夾層中。對(duì)車(chē)身造型沒(méi)有任何的破壞，很大程度上解決了太陽(yáng)能采集困難與轉(zhuǎn)化率低的缺點(diǎn)。

2.成本及汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)利潤(rùn)問(wèn)題：因采用最先進(jìn)的薄膜發(fā)電技術(shù)，人門(mén)最關(guān)心的就是價(jià)格，而隨著薄膜發(fā)電技術(shù)的大量普及，這一技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景非常廣闊，未來(lái)砷化鎵薄膜芯片的成本會(huì)降到1美元/瓦，以一輛鋪設(shè)6平方米的太陽(yáng)能板的汽車(chē)為例，成本僅比普通電動(dòng)汽車(chē)增加1800美元（1.2萬(wàn)元人民幣），自然價(jià)格也會(huì)符合大眾，而這1.2萬(wàn)元僅相當(dāng)于一輛普通汽油車(chē)一年的燃油費(fèi)用，因此市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。根據(jù)理論計(jì)算，汽車(chē)重量減輕一半，續(xù)駛里程將延長(zhǎng)一倍。目前現(xiàn)有的鋁車(chē)身、鎂合金和碳釬維等汽車(chē)輕量化材料方案中，碳釬維是未來(lái)的主流技術(shù)路徑。碳纖維技術(shù)可大大減少汽車(chē)重量，實(shí)現(xiàn)車(chē)型輕便，體積較小，續(xù)駛里程延長(zhǎng)。此外，為了滿足陰雨天氣和長(zhǎng)途出行的需求，我們的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車(chē)還會(huì)配備常規(guī)鋰電池，支持充電樁，可以保證該車(chē)的續(xù)航里程達(dá)到350公里。不過(guò)，“隨著薄膜發(fā)電轉(zhuǎn)化率的不斷提升，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能動(dòng)力汽車(chē)的邊開(kāi)邊充，不插電無(wú)限行駛只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。

五、太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)及前景

目前中國(guó)是最大的汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)，現(xiàn)今人民生活水平不斷提高，越來(lái)越多的人擁有屬于自己的汽車(chē)，汽車(chē)尾氣造成的環(huán)境污染，溫室效應(yīng)也日益嚴(yán)重。我們生活在地球中，緩解環(huán)境題是全球性的問(wèn)題。所以順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的太陽(yáng)能汽車(chē)隨之問(wèn)世，太陽(yáng)能汽車(chē)憑借環(huán)保節(jié)能，低耗減排迅速在汽車(chē)行業(yè)里脫穎而出。國(guó)家將持續(xù)加大對(duì)節(jié)能減排的扶持力度，鼓勵(lì)太陽(yáng)能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)做大。太陽(yáng)能將成為未來(lái)汽車(chē)的主要驅(qū)動(dòng)能源，隨著太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高，電動(dòng)汽車(chē)輕量化的發(fā)展，以及車(chē)載可折疊充電裝置的技術(shù)改進(jìn)，太陽(yáng)能將實(shí)現(xiàn)汽車(chē)每日50公里以上的驅(qū)動(dòng)里程，這將滿足日常80%人們開(kāi)車(chē)能量需求，而無(wú)法滿足能量供給可以由充電來(lái)滿足，以彌補(bǔ)太陽(yáng)能續(xù)航里程短的問(wèn)題。太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)是最清潔，最有發(fā)展前景的綠色環(huán)保汽車(chē)，其推廣和應(yīng)用是非常有前景的。

太陽(yáng)能汽車(chē)是控制城市及全球大氣污染最有效的技術(shù)選擇，汽車(chē)的出現(xiàn)，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，但汽徹底改變汽車(chē)對(duì)室友的依賴(lài)以及對(duì)環(huán)境的污染，通常被人們稱(chēng)為“未來(lái)汽車(chē)”。太陽(yáng)能汽車(chē)的發(fā)展將是汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向，也是當(dāng)前各國(guó)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

新能源、清潔能源已經(jīng)是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，我們應(yīng)該巧妙地利用能源給我們帶來(lái)的方便，為世界環(huán)境保護(hù)提供良好的對(duì)策。