太阳能汽车就是个叫不醒的梦?不如换个思路试试

 本文是雅斯顿原创分享文章 

 撰文 ✎ Volador

 

今天的讨论从一张图开始,从百度指数看,太阳能汽车很好地阐释了什么叫稳如狗。


 注:由于太阳能汽车仅是电动汽车的品类之一,我们不对比其报道量,仅评价关注度趋势。


作为对比,电动汽车关注度明显呈现波动式上涨趋势,受一系列爆点新闻影响,还曾在2016.07.24~2016.07.30迎来了大爆发。

 

‖“电动汽车Corvette又一次创造最快世界纪录”

‖“玛莎拉蒂将推电动汽车”

‖“奥迪研发电动汽车”

‖“媒体曝光身份尴尬政策不明,德州低速电动汽车市场遇冷”

‖“沃尔沃可让电动汽车轻15%,车身也能当电池”……

 

反观不争气的太阳能汽车,即便有“Sono发布全球首款太阳能电动汽车,或将2019年发售‖2017.07.30~2017.08.05新闻”这样的爆点刺激,依然还是死猪不怕开水烫,爱咋咋地。

 


所以,太阳能汽车真成了扶不起的阿斗?

 

即便它想破罐子破摔,善良的我还是想站出来给它打打气,毕竟它描绘的世界真的太美好了。放在以前,不给驴吃草只知道让驴拉磨,妥妥的就是批评的意思,但放在太阳能汽车身上就不一样了,因为它是以光电代替燃油,而且某种程度上说,太阳能又是取之不尽用之不竭的,所以它确实起到了“不给驴吃草只知道让驴拉磨”的神奇功效。

 

除此之外,太阳能作为清洁能源,还能实现清洁排放,对日益严重的环境污染又是再好不过的良药。


太阳能汽车最被诟病的几点


虽然太阳能汽车给了我们无须为能源使用付费、清洁排放的双重大礼包,但困难总比想象中多,其中以能量转换率低最为棘手。

 

目前能量转换率最高太阳能板为25.6%,假设这种太阳能板能被安装在汽车上,如果全副武装,一般太阳能板能覆盖大概5~8平米面积。

 

注:比如在这方面表现突出的汉能太阳能汽车,据汉能汽车事业部CEO高卫民介绍,汉能太阳能汽车表面可以铺设约3.5-7.5平米的薄膜太阳能发电装置。

 

我们取最理想情况,按每辆车8平米的太阳能板覆盖面积来计算,在天气良好条件下(太阳照射的能量为1KW/m2),为2.048KWh,按年平均日照时间5小时算(已经算很多了),大约每天能获得10.24度电。目前电动车的百公里耗电量为15度左右,这么算下来,每天平均可以跑68.27公里左右。

 

注:事实上中国的年平均日照是4小时。既能满足1KW/m2光照率又能满足年平均日照时间超过5小时的,也仅在广袤的西藏高原、中国的西北部分地区,如青海、新疆等。

 

显然就市区使用而言,68.27公里的日使用量是够用了,但前提是在一系列理想情况下得到的结果。假设光照率仍为1KW/m2,如果按15%能量转换率、3.5m2太阳能板覆盖面积和年平均光照4h计算,这个数据将骤降到2.1度电,也就是14公里,这个表现显然是不够看的。

 

注:传统的硅晶太阳能电池板的转化率只有10%左右。

 

除能量转换率低之外,与我们尽可能想尽办法隐藏油箱或发电机不同,太阳能汽车需要把太阳能板尽可能的暴露在外,这就带来了第二个大问题——如何避免刮擦或碰撞给其带来的影响。

 

要知道针对电动汽车使用的太阳能电池板价格是相当昂贵的,虽然日产在去年底提出将为Leaf车主免费安装太阳能电池板,但这更像是一次促销活动,太阳能板面积小不说(不足0.1平米),该活动还仅针对生活在日本关东地区的客户,并且在今年3月底活动就将结束。

 

注:虽然在网上我们能查到一些价格低廉的太阳能板,但就能量转换率、电路系统复杂度、可安装范围都不能与我们今天要讨论的太阳能汽车相提并论。

 

现在看来,如何解决这一问题还没找到有效的解决方案。

 

当然有人会说了,现在不是已经有太阳能公路了吗?比如在去年底,全球首条承载光伏路面研发与铺设的高速公路,济南南绕城高速就已经铺设成功。但要知道,如果没有表层使用的一种被称为“透明混凝土”的技术加成,太阳能电池板将会非常脆弱。

 

很可惜,关于“透明混凝土”的技术细节我们并不知道,但参考SolarRoadways公司与美国密苏里州的运输部门合作的“母亲之路”,他们可能使用了全覆盖的低铁玻璃(透明度高,具有超强的负荷力与牵引力,可承重约113吨)。但这东西素有玻璃家族“水晶王子”之称,价格相当不菲。

 


关于太阳能汽车的缺点,我们暂时讨论到这里,除了以上提到的两点,还有装配工艺复杂、全车封闭感太强、太阳能板表面热量高、高质量的砷化镓薄膜制备污染等问题就不再展开了。


太阳能汽车被逼上了绝路


很明显,太阳能汽车确实被逼上了绝路。前有各种新能源汽车的压制,后有传统燃油车的超高性价比阻挡,太阳能汽车虽然能缓解能源危机,但变相投入反而会增高。

 

现在看来,除非能量真实转化率超过30%,量产汽车单纯由太阳能提供电力基本就是不可能实现的梦想。

 

注:可能大家会拿汉能柔性砷化镓(GaAs)双结薄膜电池31.6%转换率说时,不过我对发展迅猛的企业持观望态度,毕竟他2009年才开始进军薄膜太阳能市场。

 

虽然也有不少企业做过挣扎,比如福特曾在2014年发布过一款C-MAX Solar Energi太阳能概念车,他们创造性的在太阳能板上加装了一个聚焦器,可以引导太阳光往车顶聚集。据称,此技术可使太阳能板的充电效果提高8倍。四年过去,很显然,C-MAX Solar Energi除了给C-MAX做嫁衣外,并无太大建树。

 

当然,如果要聊太阳能汽车,一定少不了汉能。汉能集团在早前发布的四款太阳能汽车Solar A、Solar O、Solar L和 Solar R就给他们赚饱了眼球。按照官方说法,在充足光照5-6小时,就可以发8-10度电,日均行驶80-100公里,加上储能电池,最大续航能力可以达到350公里,年均行驶2万公里。

 


不过骨感的现实是,近里两年过去了(当年提出预计三年左右时间量产),这四款车量产化到了何种程度却再无相关报道,当年的“年产30万辆太阳能汽车生产基地”添了几砖几瓦也不得而知。


太阳能汽车将来的可能发展模式


根据德温特专利数据库调查数据看,太阳能汽车技术主要关注国家为中国、日本和美国,半数以上的专利申请由以上三国受理。

 

而且这三国并不是集中爆发,而是有持续投入。尤其是20世纪90年代中期以后,中国、日本和美国的专利申请量增长态势非常明显。所以就太阳能的可能发展模式,主要还是看这中、日、美三国将如何布局。




注:德温特专利数据库(DII))是全球最权威的专利数据库之一,目前收录了来自世界40多个专利机构授权的1460多万项基本发明和3000多万条专利,资料回溯至1963年,每周更新,提供全球专利信息。

 

显然,就现今看,这三国除一些初创企业有纯太阳能汽车的量产计划外,主流企业还是以推概念车居多,比如吉利的IG概念车、丰田Triathlon概念车、通用Sunraycer概念车等。

 

可以确定的是,在传统电动汽车都需要国家补贴才能存活的时代,纯太阳能汽车或以太阳能作为主力能源的汽车基本没有生存的空间,消费者负担不起风险不说,单是高额成本就是填不平的坑。

 

好从驱动形式来讲,太阳能车其实就是辆电动汽车,区别只是在电动汽车的基础上加装了可以自行制造电力的太阳能板,不再像电动汽车一样完全依赖外接充电。所以它真想存活下去,只能走“弱混”的路子,也就是说将太阳能电池板设定为增程动力源。

 

事实上已经有企业这么干了,除了上文提到的Leaf加装太阳能电池板,奥迪也开始联手汉能研发天窗太阳能电池薄膜,而在众多的增程项目中,最具代表性的还属丰田普锐斯。


注:准确说,是新款普锐斯PHV使用了太阳能充电系统。

 

简单说,他们通过一块安装在车顶的太阳能电池板获取能量,为12V的车载锂离子电池充电(8.8kWh)。这款光伏电池板采用了松下的异质结技术(HIT),据松下官方称,其转换效率为25.6%。丰田工程师称,与没有太阳能板的车型相比普锐斯PHV燃油经济性将提升10%。

 

不过第四代普锐斯PHV油耗只有2L,即便提升了10%也并不明显。而且因为存在安全风险,搭载太阳能充电系统的新款普锐斯PHV目前只在日本和欧洲销售,即便在可以选装的英国市场,也并没有流行起来,毕竟其加装价约为12000元,也是比不小的开支。

   

雅斯顿小结 

 

由于目前太阳能板成本高,国家没有补贴,导致国内太阳能汽车市场十分萎靡。即便在技术投入很大的另外两国——日本和美国,太阳能汽车也没能有太好的发展,甚至有像普锐斯PHV这样可能刺激市场的产品出现,美国也毫不留情的因为安全原因将其拒之门外。

 

太阳能汽车这条路不好走,毕竟电动汽车在大家都在摸着石头过河,把宝压在这里简直疯狂至极。但好在这是一个开放的时代,以增程式存在的太阳能汽车也不失为一种选择。当然,对于普通用户来说,它的存在可有可无,但对科技爱好者或部分土豪而言,前沿技术带来的魅力才是王道。



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标签: 新能源车
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