太陽(yáng)能技術(shù)在汽車(chē)新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

馮茹、邱潔

（長(zhǎng)春汽車(chē)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校 130000)

0 引言

汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展給廣大人民群眾的生產(chǎn)生活帶來(lái)了翻天覆地變化的同時(shí)，也在一定程度上引發(fā)了環(huán)境問(wèn)題，這一問(wèn)題自汽車(chē)誕生之日起就引起了世界各國(guó)的高度關(guān)注。如何減輕汽車(chē)尾氣排放的二氧化碳所導(dǎo)致溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展，是我們必須要考慮的問(wèn)題。而太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源是我們解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展范圍擴(kuò)大化最為有效的舉措[1]。

1 太陽(yáng)能在汽車(chē)領(lǐng)域運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)

早在20世紀(jì)，人們就開(kāi)始了對(duì)太陽(yáng)能的研究。然而受到技術(shù)條件偏低等諸多因素的影響，沒(méi)能夠?qū)⑻?yáng)能技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)領(lǐng)域中。但隨著社會(huì)的發(fā)展，技術(shù)條件水平的提升，人們開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能在汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用的研究工作，并取得了一定的成績(jī)。

筆者通過(guò)長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐后認(rèn)為，將太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)新能源領(lǐng)域當(dāng)中擁有諸多優(yōu)勢(shì)，比如節(jié)約資源。眾所周知，在汽車(chē)領(lǐng)域中所使用的能源大多數(shù)為不可再生資源，而太陽(yáng)能在汽車(chē)領(lǐng)域中的應(yīng)用可以有效減少不可再生資源的使用。

太陽(yáng)能汽車(chē)可以在白天吸取太陽(yáng)光，并通過(guò)相關(guān)技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)運(yùn)用。太陽(yáng)能汽車(chē)的操作也更加方便和快捷，對(duì)于驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的主體沒(méi)有過(guò)度限制，極大擴(kuò)展了汽車(chē)的應(yīng)用范圍[2]。

2 當(dāng)前太陽(yáng)能在汽車(chē)新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 太陽(yáng)能作為第一驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車(chē)

與傳統(tǒng)的汽車(chē)相比，太陽(yáng)能汽車(chē)在運(yùn)行原理上有其自身獨(dú)有的特點(diǎn)，在太陽(yáng)能汽車(chē)上是沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)的。該種車(chē)輛是由電池板、儲(chǔ)電器及電機(jī)組成，通過(guò)車(chē)體外表的太陽(yáng)電池板收集太陽(yáng)能，并通過(guò)一系列措施，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)消耗電能來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的行駛。而汽車(chē)的行駛速度則可以通過(guò)電能消耗的快慢來(lái)實(shí)現(xiàn)，駕駛員只要控制輸入電機(jī)的電流就可以控制車(chē)輛的行駛速度。

筆者通過(guò)對(duì)市面上現(xiàn)有的太陽(yáng)能汽車(chē)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段太陽(yáng)能汽車(chē)的最高車(chē)速能達(dá)到100 km/h以上，而在沒(méi)有太陽(yáng)光或太陽(yáng)光不充足的時(shí)候?yàn)?00 km/h左右。

還有一種概念上的太陽(yáng)能汽車(chē)，這種汽車(chē)與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能汽車(chē)并不完全相同，這類(lèi)汽車(chē)的車(chē)體上并沒(méi)有安裝相應(yīng)的光伏電池板，而是將蓄電池安裝在車(chē)輛上。這種配置儲(chǔ)蓄電池的太陽(yáng)能汽車(chē)與現(xiàn)有的車(chē)輛在外形上非常相似，并不會(huì)給人另類(lèi)的感覺(jué)。但值得注意的是，這種車(chē)最大缺點(diǎn)就是必須經(jīng)常到太陽(yáng)能電站去充電，在一定程度上阻礙了這種汽車(chē)的應(yīng)用[3]。

2.2 太陽(yáng)能和其他能量混合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)

太陽(yáng)能之所以沒(méi)有實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用，主要原因在于太陽(yáng)能有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：一是它的輻射強(qiáng)度相對(duì)較弱，收集不方便；二是光伏電池板造價(jià)非常昂貴，而且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能有效存儲(chǔ)。這些因素導(dǎo)致了太陽(yáng)能在現(xiàn)階段應(yīng)用在汽車(chē)方面受到了很大的阻礙。

正因如此筆者認(rèn)為，可以采用太陽(yáng)能和其他能量相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的研究。這種利用太陽(yáng)能與其他能源結(jié)合的混合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，與傳統(tǒng)汽車(chē)在外觀上并沒(méi)有特別大的差別，區(qū)別僅在于在車(chē)輛表面加裝了部分太陽(yáng)能吸收裝置，例如在車(chē)頂上安裝了電池板。

這種混合式驅(qū)動(dòng)模式給汽車(chē)帶來(lái)了諸多方便和好處：這種混合驅(qū)動(dòng)形式有效的減輕了整車(chē)質(zhì)量；由于有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此蓄電池不用存儲(chǔ)太多的電量，其電量的容量只要滿(mǎn)足一天使用即可；這種混合驅(qū)動(dòng)形式的太陽(yáng)能汽車(chē)在大多數(shù)城市都可以實(shí)現(xiàn)低速行駛，對(duì)于區(qū)域的要求并不特別嚴(yán)格，有效降低了城市污染[4]。

2.3 汽車(chē)輔助能源

傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的功率一般在幾十千瓦左右，而太陽(yáng)輻射功率最多為1 kW/m2，目前的光電轉(zhuǎn)換效率小于30%。因此，想要全部應(yīng)用太陽(yáng)能來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)，就需要有幾十平米的接收面積來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的儲(chǔ)存，但對(duì)于現(xiàn)階段的技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件來(lái)說(shuō)，很難實(shí)現(xiàn)。

但我們可以將太陽(yáng)能作為傳統(tǒng)汽車(chē)的輔助動(dòng)力，以此來(lái)有效減少不可再生資源的消耗，進(jìn)一步提高汽車(chē)的電氣化程度，避免電量的過(guò)度消耗。例如，將太陽(yáng)能作為輔助充電能源，通過(guò)在車(chē)?yán)锇惭b太陽(yáng)能電池的方式，為轎車(chē)提供電量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約電能，保護(hù)環(huán)境的目的。

2.4 用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和汽車(chē)空調(diào)等系統(tǒng)

汽車(chē)在陽(yáng)光下停放的時(shí)間較多，而長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下停放，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)內(nèi)溫度上升。這是因?yàn)檐?chē)體變成了收集太陽(yáng)能的溫室，從而造成車(chē)內(nèi)溫度升高，使車(chē)內(nèi)的有害物質(zhì)變多，破壞了車(chē)內(nèi)固有的空氣質(zhì)量。如果在車(chē)內(nèi)安裝一定數(shù)量的太陽(yáng)能裝置，例如我們常見(jiàn)的太陽(yáng)能風(fēng)扇等，一方面可以有效避免車(chē)輛停放過(guò)程中可能出現(xiàn)的高溫問(wèn)題；另一方面也能提高車(chē)輛內(nèi)部的空氣質(zhì)量[5]。

在汽車(chē)天窗玻璃下方，我們可以設(shè)定一些太陽(yáng)能電池板，將太陽(yáng)能電池板與設(shè)置的控制單元輸入端緊密聯(lián)系在一起，輸入端還要與溫度傳感器連接在一起，有效調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)溫度，保證車(chē)輛溫度控制在一定的范圍內(nèi)。玻璃下方的太陽(yáng)能電池可以隨時(shí)吸收太陽(yáng)能，并通過(guò)控制單元對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，這樣可以確保蓄電池一直處于電能充足的狀態(tài)，不僅如此，這種方式還可以有效延長(zhǎng)蓄電池的壽命。

安裝太陽(yáng)能天窗給我們帶來(lái)了諸多好處，但最為直接的好處就在于夏季高溫天氣里，即使車(chē)輛停車(chē)熄火，也能調(diào)整車(chē)內(nèi)溫度，避免由于熄火而導(dǎo)致車(chē)內(nèi)溫度升高。依靠設(shè)置在天窗內(nèi)部的太陽(yáng)能電池板，我們可以大量的吸收陽(yáng)光，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為電力，通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)溫度的調(diào)控，將冷空氣引入到車(chē)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)溫度的降低。

根據(jù)資料顯示，與沒(méi)有通風(fēng)降溫的車(chē)型相比，安裝了太陽(yáng)能天窗的汽車(chē)駕駛室內(nèi)的溫度最高可以降低20℃。利用太陽(yáng)能供電節(jié)能降溫，十分有效地減少了汽車(chē)內(nèi)因熱所產(chǎn)生的“孤島”效應(yīng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著社會(huì)的發(fā)展，太陽(yáng)能在汽車(chē)新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣泛，在給我們帶來(lái)方便的同時(shí)，極大的實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)這一目的。因此應(yīng)當(dāng)采取有效措施，切實(shí)加強(qiáng)太陽(yáng)能在新能源汽車(chē)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

當(dāng)然，我們也應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能汽車(chē)在汽車(chē)新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用并不是一蹴而就的，它是一個(gè)系統(tǒng)的、長(zhǎng)期的過(guò)程，在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)面臨諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在需要我們樹(shù)立堅(jiān)定的意識(shí)，不斷進(jìn)行科研創(chuàng)新，只有這樣才能夠?qū)⑻?yáng)能技術(shù)更好的應(yīng)用，在汽車(chē)新能源領(lǐng)域中為廣大群眾提供方便。