太陽能汽車發(fā)電系統(tǒng)的有效性分析

為解決因CO2和其它排放氣體而引起的全球變暖問題，太陽能和其它綠色能源技術(shù)引起了人們的關(guān)注。世界各國都已經(jīng)推出了光伏能源，這是一種未來可能會增加的趨勢。利用光伏能源系統(tǒng)供電的電動汽車可以減少汽車的CO2排放。與太陽能賽車不同，太陽能模塊不易被安裝在傳統(tǒng)的車輛上，因為能夠安裝模塊的可用區(qū)域非常小，因此不能保證乘坐空間，傳統(tǒng)車輛的車身線條通常是輕微的弧線形。本文主要目的是評估太陽能電池組件發(fā)電系統(tǒng)安裝在普通汽車（如豐田普銳斯插電混合動力汽車）上的效果。16個模塊分別安裝在發(fā)動機蓋、車頂、掀背和汽車的側(cè)面。每個模塊產(chǎn)生的能量通過最大功率點跟蹤（MPPT）單元系統(tǒng)進行控制，用于減少模塊間由于太陽能輻射差異引起能量損失。發(fā)電試驗數(shù)據(jù)顯示，從7月1日至1月30日的100天中，該模塊產(chǎn)生平均每天產(chǎn)生2kWh的電量，這相當于車輛可行駛9.8km的距離。車輛兩側(cè)模塊平均產(chǎn)生相當于40%車頂模塊產(chǎn)生的電量。然而，相對于車頂模塊，側(cè)面模塊的發(fā)電率逐漸上升，特別是在冬季太陽的高度降低時。該發(fā)電系統(tǒng)使用的16個模塊為并聯(lián)連接，但是增加串聯(lián)連接的電池數(shù)量能夠減少能量損失且減輕系統(tǒng)質(zhì)量。

本研究測量了安裝在一個乘用車上太陽能電池組件所產(chǎn)生的功率量，試驗車輛安裝了16個模塊（包括422×125mm的方形太陽能電池），所使用的太陽能電池是目前最新的（每塊電池的輸出功率都優(yōu)于傳統(tǒng)的普銳斯太陽能電池模塊）。分析了這些模塊的有效性，以及安裝在車輛周圍模塊的有效性和汽車光伏能源系統(tǒng)的問題。

ShinichiUrabeetal.SAE 2016-01-1266.

編譯：楊昆