太陽(yáng)能汽車solar car的基本組成及工作原理

太陽(yáng)能發(fā)電在汽車上的應(yīng)用，將能夠有效降低全球環(huán)境污染，創(chuàng)造潔凈的生活環(huán)境，隨著全球經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽(yáng)能汽車作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不是一個(gè)神話。燃燒汽油的汽車是城市中一個(gè)重要的污染源頭，汽車排放的廢氣包括二氧化硫和氮氧化物都會(huì)引致空氣污染，影響我們的健康?，F(xiàn)在各國(guó)的科學(xué)家正致力開發(fā)產(chǎn)生較少污染的電動(dòng)汽車，希望可以取代燃燒汽油的汽車。但由于現(xiàn)在各大城市的主要電力都是來(lái)自燃燒化石燃料的，使用電動(dòng)汽車會(huì)增加用電的需求，即間接增加發(fā)電廠釋放的污染物。有鑒于此，一些環(huán)保人士就提倡發(fā)展太陽(yáng)能汽車，太陽(yáng)能汽車使用太陽(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)汽車的電動(dòng)機(jī)。由于太陽(yáng)能車不用燃燒化石燃料，所以不會(huì)放出有害物。據(jù)估計(jì)，如果由太陽(yáng)能汽車取代燃汽車輛，每輛汽車的二氧化碳排放量可減少43至54%。 　　Solarve太陽(yáng)能電池公交車車頂上安裝了用來(lái)發(fā)電的太陽(yáng)能電池，所發(fā)電量用于發(fā)光兩級(jí)管(LED)車內(nèi)照明。據(jù)悉，由于可以蓄電，因此在沒(méi)有陽(yáng)光情況下仍然可以連續(xù)照明約9個(gè)小時(shí)。 　　這款太陽(yáng)能跑車在其車頂外表裝配有光電池組，主要用于收集太陽(yáng)能并為軸間懸掛式氫燃料堆反應(yīng)提供能量。同時(shí)這款大眾太陽(yáng)能跑車的四個(gè)輪子分別由四個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。而最值得一提的是其前傾的鼻子、側(cè)身特征及顯眼的前格柵的設(shè)計(jì)靈感都源于超級(jí)跑車——大眾Scirocco。 　　長(zhǎng)安星光4500太陽(yáng)能環(huán)保車運(yùn)用太陽(yáng)能技術(shù)，其全景式設(shè)計(jì)的車頂上安裝了特殊的太陽(yáng)能采集裝置，能夠高效地收集太陽(yáng)能裝置并通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置，有效地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，供給車內(nèi)空調(diào)，有效減低油耗。 　　小貴族車頂上密密交織著橫線與縱線、像蜂窩一樣的裝置，它就是太陽(yáng)能電池板。小貴族通過(guò)太陽(yáng)能光伏組件給蓄電池充電(一般可以從早上到下午一整天的時(shí)間)，高效的電力經(jīng)通過(guò)蓄電池儲(chǔ)存幫助汽車獲得大量的能量。由于受到光照時(shí)間和目前科技水平的限制，太陽(yáng)能電板現(xiàn)在還不能完全取代汽油。 　　Think Global、EnerDel與日本的Itochu公司以太陽(yáng)能著眼，在日本筑波將太陽(yáng)能設(shè)備裝載于馬自達(dá)2上，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)輻射能的吸收，轉(zhuǎn)換成電能供電動(dòng)馬達(dá)使用。在馬自達(dá)、Think Global、EnerDel三方合作下，分別供應(yīng)車體、動(dòng)力系統(tǒng)與太陽(yáng)能儲(chǔ)存設(shè)備，并由Itochu提供資金，打造全球第一輛完全靠太陽(yáng)能充電的電動(dòng)車型。 　　這輛車將使用太陽(yáng)能和氫燃料電池作為動(dòng)力，排放物只有水和氫。除了以制造高效率，可回收，可變?nèi)剂?太陽(yáng)能，水能和生物燃料)等環(huán)保為目的汽車外，這個(gè)項(xiàng)目還將設(shè)法創(chuàng)造一個(gè)汽車共享平臺(tái)，降低這類車的成本。事實(shí)上，據(jù)說(shuō)Phylla能夠在日常太陽(yáng)能的動(dòng)力下行駛18公里，希望他們能夠達(dá)到目標(biāo)。 　　汽車用的燃料是汽油和柴油等，它們都是從石油中提煉出來(lái)的。然而，石油這種礦物燃料是不能再生的，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，總有一天要用完。據(jù)科學(xué)家們預(yù)計(jì)，目前世界上已探明的石油儲(chǔ)量將于2020年左右被采盡。因此，汽車將會(huì)出現(xiàn)挨受“饑餓”的危險(xiǎn)，人類將面臨著能源的挑戰(zhàn)。 　　從另一方面來(lái)說(shuō)，石油本身就是一種寶貴的化工原料，可以用來(lái)制造塑料、合成橡膠和合成纖維等。把石油作為燃料燒掉了，不但十分可惜，而且還污染了人類賴以生存的環(huán)境。 　　解決這個(gè)難題的唯一可行辦法，就是加緊開發(fā)新能源。而太陽(yáng)能就是這些新開發(fā)能源中的佼佼者。 太陽(yáng)能汽車的基本組成 　　太陽(yáng)能汽車主要由太陽(yáng)能電池組、自動(dòng)陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制器等組成。 　　1.太陽(yáng)能電池組 它是太陽(yáng)能汽車的核心，由一定數(shù)量的單體電池串聯(lián)或并聯(lián)組成電池方陣。 　　太陽(yáng)能單體電池由半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)太陽(yáng)光照射在該半導(dǎo)體材料時(shí)，半導(dǎo)體的電子-空穴對(duì)被激發(fā)，形成“勢(shì)壘”，也就是p-n結(jié)。 　　由于勢(shì)壘的存在，在p型層產(chǎn)生的電子向n型層移動(dòng)而帶正電，而在n型層產(chǎn)生的空穴向p型層移動(dòng)而帶負(fù)電，于是在半導(dǎo)體元件的兩端產(chǎn)生p型層為正的電壓，即形成了太陽(yáng)能電池。 　　太陽(yáng)能電池的電流大小與太陽(yáng)光照射強(qiáng)度的大小和太陽(yáng)能電池面積的大小成正比。車用太陽(yáng)能電池將很多太陽(yáng)能電池排列組合成太陽(yáng)能電池板，以產(chǎn)生所需要的大電流和高電壓。 　　2. 向日自動(dòng)跟蹤器 太陽(yáng)能電池能量的多少取決于太陽(yáng)電池板接收太陽(yáng)輻射能量的數(shù)量，由于相對(duì)位置的不斷變化，太陽(yáng)電池板接受太陽(yáng)輻射能量也在不斷變化。向日跟蹤器的作用就是保持太陽(yáng)電池板正對(duì)著太陽(yáng)，最大限度提高太陽(yáng)電池板接受太陽(yáng)輻射能的能力。 　　3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 太陽(yáng)能汽車采用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要有交流異步電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與EV基本相同。 　　4. 控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電磁組進(jìn)行管理和對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，其作用與EV控制系統(tǒng)相同。 太陽(yáng)能汽車的工作原理 　　太陽(yáng)能汽車由太陽(yáng)能電池板在向日自動(dòng)跟蹤器的控制下始終正對(duì)太陽(yáng)，接受太陽(yáng)光，并轉(zhuǎn)換成電能，向電動(dòng)機(jī)供電，再由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，它實(shí)際上是一種電動(dòng)汽車，其工作原理與串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(SHEV)基本相同。 　　由于太陽(yáng)能電池的能量較小，而且受天氣的影響，在陰天、下雨時(shí)，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率降低或停止，所以太陽(yáng)能汽車往往與蓄電池組共同組成太陽(yáng)能混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。當(dāng)太陽(yáng)強(qiáng)烈，轉(zhuǎn)換為電能充足時(shí)，由太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能后，通過(guò)充電器向動(dòng)力電池組充電，也可以由太陽(yáng)能電池板直接提供電能，通過(guò)電流變換器將電流輸送到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，其驅(qū)動(dòng)模式相當(dāng)于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(SHEV)。一般采用智能控制系統(tǒng)來(lái)控制其運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)較弱或陰天，則靠蓄電池組對(duì)外供電。