依靠太阳能发电的电动车,不会排放一氧化碳、二氧化硫等有害物质,并且减少了对电网电能的消耗,也减少了对固定充电桩的依赖——
图:太阳能汽车可真正实现零污染。 资料图片
■吴博峰
在很多人眼里,新能源汽车就是纯电动汽车和混动车型的代名词;其实不然,在这个大家庭中,还有一位成员也同样值得人们关注,它就是——太阳能汽车。
近年来,新能源汽车作为高速发展的产业受到国家的大力支持,但在喜人成绩背后隐忧渐显。
现阶段国内近8成左右电力来源是火力发电,其在发电过程中会排出大量有毒有害气体,而太阳能汽车可以真正实现零污染,边跑边充电的太阳能汽车同时少了续航里程的担忧。如此一来,太阳能汽车的发展问题,成为行业内关注的焦点话题。
太阳能源优势明显
众所周知,太阳能是可再生、可持续发展的自然能源。
国家能源局官方数据显示,2020年中国将有1%的能源消耗来自太阳能。今后几年,我国太阳能使用不仅在能源领域会获得飞速发展,在汽车领域的应用也会得到不断的提高。
太阳能汽车就是通过转换装置把太阳辐射转换成电能利用,这是与传统内燃机驱动汽车的最大不同。从某种意义上讲,太阳能汽车与电动汽车的不同之处,就在于电动汽车的电能来源。
事实上,太阳能汽车不但能大幅度减轻能源的消耗,还能降低企业和消费者双方的成本。可以说,太阳能电动汽车是最理想、最清洁、最有发展前景的绿色可持续应用的汽车。
“发电系统是太阳能汽车的动力源,包括太阳能电池板,太阳能控制器,蓄电池(组)以及直流电机。其中太阳能电池板属于光伏设备,它是太阳能发电系统的核心部分。它经过光线照射后发生光电效应产生电流,经过太阳能控制器进行调节,得到稳定的电流后再送到蓄电池中存储起来,或直接带动电机旋转,为汽车行驶提供动力。”国家电网公司电力系统职员杨利在谈及太阳能汽车工作原理时对《中国消费者报》说。
杨利表示,太阳能像风能、潮汐能等其他清洁能源一样,其开发和利用时几乎没有任何污染。依靠太阳能行驶的电动车,不会排放一氧化碳、二氧化硫等有害物质。
不得不承认的是,与纯电动汽车相比,太阳能汽车更方便,更节能、更环保,减少了对电网电能的依赖与消耗,也减少了对固定充电桩的依赖。
其实,这样的能源方式早就引起了相关车企的注意。早在2010年的北京国际车展上,吉利就推出了太阳能电动车IG,消费者可以选择太阳能或者电池不同的动力系统,也可以同时选择太阳能与电池混合。可惜的是,这款车也仅仅是这次亮相,之后就不见踪影。
不过,《中国消费者报》从汉能集团官方最新了解到,汉能集团将在今年北京车展期间推出几款太阳能全动力车型,以面向不同的细分市场。
太阳能实现难点颇多
“虽然太阳能汽车拥有诸多的应用优势,但就目前技术而言,太阳能作为一个辅助的电力系统是可行的,而要实现完全依靠作为动力,还有很长的一段路要走。”科技部 863计划电动汽车重大科技专项特聘专家王秉刚对《中国消费者报》直言不讳。
首先,尽管太阳的能量始终不断地供应给地球,但是由于地球公转、自转,太阳能是一种低密度、间歇性的能源,随着时间和地理位置的不同而变化,季节、气候等因素影响,使各地太阳能分布不均匀,强度受时间,地域以及地理条件的影响不能维持常量,这为太阳能的收集和应用提出了更高的要求。
不仅如此,太阳能能量转化效率比较低也是其发展的一大阻碍。目前太阳能板的平均光电转化效率为17%左右,而较低的光电转化率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力。
对此,杨利表示,制约太阳能电动汽车发展的瓶颈就是光电转换效率的问题,这主要是因为单晶硅电池表面栅线遮光对转化效率有一定影响。同时照射到电池表面的损失也非常大,包括表面光反射、光传导、内部复合、表面复合损失等。因此这对本身每平方米光照能量密度都不够大的太阳能利用是一个挑战。
按杨利所说,我们来计算一下太阳能汽车的可行性。假若一辆可满足一般水平电动汽车续航里程的电源能量,大约需50平方米以上的太阳能光伏电池板,背负这么大面积的电池实现电动汽车商业化的难度可想而知。
值得注意的是,由于太阳能汽车制造成本较高,技术不完善等原因,汽车制造商往往不愿意投资开发太阳能汽车。
王秉刚表示,当前设计的太阳能汽车多为概念车,并且设计也将主要精力放在太阳能对车的驱动力上,在安全性、舒适性上没有过多考虑,因此也难以达到推广应用的层面。
太阳能充电桩值得期待
近年来,太阳能已经受到人们越来越多的关注和重视。北京、上海、江苏、河南等地都陆续投入使用了太阳能路灯,太阳能产品发展迅速。
去年7月14日,河北张家口市下花园区在主要街道免费安装了28个太阳能移动终端充电桩。充电桩通过太阳能电池板发电为手机、电脑等移动设备提供免费电能,市民们可随身携带数据线接入USB接口即可完成充电。
据《中国消费者报》了解,我国最权威的太阳能发电研究机构教育部光伏系统工程研究中心曾列出过这项技术的“节能清单”:全国每年新增户外照明灯5000万盏,假若太阳能灯能占到千分之一,一年就能给国家节省近7亿度电,等于给国家送了一个10万千瓦的发电站。
这样一笔数字让人们震惊之余,自然想到的是如何能将太阳能更为广泛地加以利用。
中国汽车工业协会官方数据显示,2015年新能源汽车产量达37.9万辆,同比大幅增长4倍。其中,纯电动乘用车生产14.28万辆,同比增长3倍。如此之快的发展速度,对电力资源的消耗自然不言而喻。
而为推广以纯电动车为主的新能源汽车,建设充电桩便成为了各个城市的“必修课”。根据规划,到2020年,国家电网公司将在全国累计建成公共快充站1万座,充电桩12万个;而到2017年,北京将基本建成五公里半径公用城市充电网络。
在充电桩建设还难以满足消费需求之初,既能给车充电还能发电的太阳能充电桩,或许是个不错的选择。
据《中国消费者报》了解,早在2011年,英国就建成了世界首个高速公路太阳能电动汽车充电站网络,既能推广充电汽车,又可以让太阳能发电更进一步。政府可以在交通枢纽地区建立与电网连接的中大型充电站,慢慢向四周扩展,最终形成一片充电桩森林。
新能源汽车的高速增长,离不开政府相关政策的大力扶持,而属于太阳能的利好政策也终于来到。去年12月15日,国家能源局向各省(自治区、直辖市)发改委能源局等有关部门下发《太阳能利用十三五发展规划征求意见稿》,要求促进太阳能发电产业健康发展,不断提高太阳能发电产业竞争力。
杨利表示,我国太阳能充电桩发电前景广阔。发展太阳能发电应以电力需求量较大领域为先导,日益增长的新能源车领域属于新兴产业,相信随着新能源汽车保有量的增长,力求稳步推广使用技术比较成熟和实用的太阳能装置。此外,在大力发展太阳能发电的同时,相关配套的技术服务、维修、保养等基础工作也需同步开展。