太陽能汽車現(xiàn)實之路是否還遠？

:可能是小時候看的科幻雜志過多的原因，筆者也有過很多對于未來的幻想。曾經(jīng)的雜志無數(shù)次展望過21世紀太陽能汽車滿地跑的美好場景。家里有太陽能，不用花電費；車是太陽能的，連充電都不用；甚至你隨身穿的衣物上都有太陽能板，能隨時隨地拉出一根線來給電子設(shè)備充電。但殘酷的現(xiàn)實是，直到今天，人們對于太陽能的應用仍處于十分初級的階段，至于太陽能汽車，路上更是一輛都見不到，那么它到底離我們有多遠？

31.6%轉(zhuǎn)化率是個什么概念？

其實關(guān)于太陽能汽車，已經(jīng)受到關(guān)注很多年了，甚至隔幾年就有些概念車型發(fā)布。近幾年由于全世界都在大力發(fā)展新能源車型，以至于太陽能汽車的概念又開始受到人們的廣泛關(guān)注。早在1955年，世界上第一臺配備太陽能板的電動汽車被通用的一位工程師制造了出來。在那之后，發(fā)達國家掀起了一陣“太陽能”熱，美國、日本、澳大利亞等國相繼研發(fā)了各自的太陽能車型，但是由于技術(shù)的原因，性能十分不穩(wěn)定，其原因就在于太陽能電池板的轉(zhuǎn)化率問題。由于當時的技術(shù)水平所限，硅晶太陽能電池板的轉(zhuǎn)化率只有10%左右，這對于驅(qū)動一輛車來說是遠遠不夠的。

而從驅(qū)動形式來講，太陽能車其實就是輛電動汽車，區(qū)別只是在電動汽車的基礎(chǔ)上加裝了可以自行制造電力的太陽能板，不再像電動汽車一樣完全依賴外接充電。因此，太陽能汽車的核心科技就是太陽能板。太陽能板發(fā)電的原理為光電效應，簡述就是當太陽照射于太陽能板表面時，材料中原子周圍的電子吸收了太陽光的能量，在太陽能板中移動，電子的移動就會形成電流，因此產(chǎn)生的電流就可以為外接的電池進行充電，或者直接提供給電機為車輛提供動力。實際上，太陽能汽車與增程式電動汽車驅(qū)動結(jié)構(gòu)類似，只是將增程式電動車的汽油發(fā)動機變成了太陽能電池板。由太陽能電池板接受太陽光，并轉(zhuǎn)換成電能，向電動機供電，再由電動機驅(qū)動汽車行駛；陰天的時候或電量不足的時候，可以通過外接插電給電池充電，太陽能電池組就相當一個增程器。所以，太陽能汽車也可以被稱作升級版的電動汽車。

從技術(shù)層面來看，目前國內(nèi)的漢能集團已經(jīng)將砷化鎵薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)化率做到了全球最高的31.6%（非量產(chǎn)），但是理論上薄膜發(fā)電的轉(zhuǎn)化率可以提升到50%以上，從技術(shù)角度講依然有很大的提高空間。根據(jù)此前漢能集團發(fā)布的HanergySolar系列太陽能概念車來說，理想狀態(tài)下，汽車車身可以集成大約3.5—7.5平方米的薄膜太陽能電池組件，每天陽光照射5到6個小時，日均發(fā)電量8—10度左右，平均每天可以驅(qū)動汽車行駛80公里左右。

太陽能應用：我還是個“寶寶”

新能源汽車在世界范圍的火熱，也帶動了太陽能汽車的探索。更加環(huán)保的太陽能電池如何廣泛應用到汽車上，在近年來已經(jīng)成為各大車廠積極探索的問題。包括福特、奧迪、豐田、特斯拉等世界各大汽車廠商都已經(jīng)開始研究太陽能在汽車上的量產(chǎn)化應用。太陽能技術(shù)其實很早就應用于在量產(chǎn)車上，最具代表性的就是太陽能天窗這一配置，像老款斯柯達昊銳、奧迪A6L、豐田普銳斯等車型上都能見到太陽能天窗這一配置，這套太陽能系統(tǒng)專門為鼓風機供電。在炎熱天氣下，當車內(nèi)溫度過高時，天窗內(nèi)的太陽能板依靠陽光所產(chǎn)生的電力，經(jīng)過控制系統(tǒng)來驅(qū)動鼓風機，將車廂外的冷空氣導入車內(nèi)，驅(qū)除車內(nèi)熱氣，達到降溫的目的。主要是為了在夏天車輛長時間暴曬時，能起到一定調(diào)節(jié)溫度的作用。但是受限于車頂面積，以及太陽能電池板的轉(zhuǎn)化率問題，所有安裝了太陽能電池板的汽車，發(fā)出的電能只能給鼓風機供電，更別提給汽車充電了。

福特汽車也曾發(fā)布過一款以太陽能作為驅(qū)動的概念車輛——C-MAXSolarEnergiConcept，在這款車上對太陽能技術(shù)進行了創(chuàng)新性地改進，在太陽能板上加裝了一個聚焦器，可以引導太陽光往車頂聚集。據(jù)稱，此技術(shù)可使太陽能板的充電效果提高8倍。

而新能源車巨頭豐田公司也一直致力于太陽能技術(shù)的研發(fā)，旗下的新一代普銳斯將在車頂安裝一塊太陽能電池板。在車輛停放時，太陽能電池板開始充電，其燃油經(jīng)濟性將較無太陽能板的車型提升10%。

目前太陽能汽車的性能遠沒達到量產(chǎn)的水平，但不可否認的是，太陽能車極具發(fā)展?jié)摿?，多家車企早早就嗅到了發(fā)展太陽能技術(shù)的巨大商機。新能源車巨頭特斯拉始終沒有放下太陽能技術(shù)的開發(fā)，2016年，特斯拉正式收購美國太陽能公司SolarCity，探索太陽能與電動汽車的結(jié)合應用。身兼特斯拉CEO和SolarCity董事會主席的埃隆.馬斯克表示，這筆交易將大大增強特斯拉對無碳能源市場的掌控力。與此同時，在新能源方面有足夠技術(shù)儲備的世界各大汽車廠商，也紛紛開始探索太陽能在汽車上的量產(chǎn)化應用。有網(wǎng)絡(luò)消息顯示，特斯拉即將銷售的Model3車型可能會選裝太陽能車頂篷技術(shù)，而這種全新技術(shù)可能是特斯拉全新開發(fā)的內(nèi)嵌太陽能電池的“特斯拉玻璃”，其功能就是收集太陽能產(chǎn)生電力，為車內(nèi)的一些電子部件供電。

滿街跑路還遠！

太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動的汽車，具有以下優(yōu)勢：首先，太陽能是一種“取之不盡、用之不竭”的清潔能源；其次，能夠真正實現(xiàn)零排放，成為真正意義上的清潔能源汽車。

太陽能車雖具有眾多先天優(yōu)勢卻沒被量產(chǎn)，其根本原因就是技術(shù)上遭遇的瓶頸和實用性上的不足。從技術(shù)層面上來看，目前太陽能技術(shù)的最大瓶頸就是能量轉(zhuǎn)化率不高，致使太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)電量完全不能滿足人們出行的需求。正常天氣下，太陽照射的能量為一千瓦每平方米，目前能量轉(zhuǎn)換率最高（已量產(chǎn)）的松下太陽能板為25.6%，按每輛車5平方米的太陽能板覆蓋面積（已屬相當大）來計算，一輛車的日均發(fā)電量充其量也就在6度上下。而目前純電動汽車的百公里能耗在20度左右，所以太陽能汽車的續(xù)駛里程很難達到日常使用的程度。

除此之外，天氣因素也是太陽能車的克星，在光照不足的狀態(tài)下，太陽能板的轉(zhuǎn)化效率也會大幅下降，因此太陽能車的續(xù)航里程極不穩(wěn)定。在二三線城市，高樓林立都已經(jīng)是一個普遍的景象，陽光很大程度上會被遮擋，更不用說高樓密度更大的一線城市。此外，如今大部分商務(wù)辦公樓都采用地下停車場，或是非露天的多層停車場。這些條件下，太陽能車也無法將太陽能儲存為電能。更重要的一點是，在中國的大城市里，能看到太陽的日子越來越少了。漫天霧霾的大都市，太陽光將會極為稀缺。光靠霧霾天氣下的陽光照射，充電效率顯然也不可能滿足日常通勤。

除了性能上的不足，太陽能車的日常使用問題也是令人頭疼的。在用車成本上，首先購買一輛太陽能車的花費定然不菲。無論是太陽能電池板，還是為了輕量化所用的碳纖維車身，這些都代表著一個字——貴。于是，就如同當年電動車誕生時一樣，“在車輛生命周期內(nèi)，節(jié)省的錢能否抵消買車的高昂花費”的類似疑問又將被提出。而萬一太陽能汽車發(fā)生車禍，其代價可能也更為昂貴。由于大量采用碳纖維等材料外，同時車身表面覆蓋大面積的薄膜太陽能板，一旦在車禍中損壞，更換碳纖維車身部件和太陽能電池板的成本肯定也不低。

上世紀50年代，通用汽車就開始研究太陽能汽車；70年代，英國人已經(jīng)制造了太陽能汽車；現(xiàn)在澳大利亞更是每兩年舉行一次太陽能汽車大賽。但是，太陽能汽車因為關(guān)鍵問題難以解決，商業(yè)化依舊步履維艱。

中國的太陽能汽車該如何發(fā)展

太陽能汽車作為一種新能源汽車，其發(fā)展和應用代表了未來汽車工業(yè)發(fā)展的潮流，盡管商業(yè)化之路還很遙遠，但從促進新能源發(fā)展、搶占關(guān)鍵技術(shù)制高點的角度來說，也應引起重視。

國家應當與重視新能源汽車發(fā)展一樣，明確把太陽能汽車歸入新能源汽車的范疇，并作為新能源汽車的一種重要子項目，制定太陽能汽車發(fā)展規(guī)劃。解決太陽能電池轉(zhuǎn)化利用率低、續(xù)航里程短、時速低、成本價格高等一系列制約太陽能汽車發(fā)展的頸瓶因素，為其商業(yè)化打下基礎(chǔ)。

不可否認的是，太陽能汽車在現(xiàn)階段沒有大的技術(shù)突破的情況下，還離我們十分遙遠。但沒有什么是技術(shù)解決不了的難題，筆者相信，太陽能汽車的技術(shù)瓶頸只是暫時的。其實電動汽車剛剛面世時也面臨著相同的問題，時至今日，電動汽車的全球保有量已經(jīng)達到了100萬輛，完成了由概念車品到量產(chǎn)車的轉(zhuǎn)身。通過技術(shù)上的發(fā)展和突破，太陽能汽車的性能在未來定然會大大提升。這是個一直在顛覆與創(chuàng)新的時代，其實各方都沒有忽視這個絕對純凈的清潔能源應用。小時候想象的太陽能汽車滿街跑的幻想，說不定哪天就實現(xiàn)了呢。

原標題:太陽能汽車現(xiàn)實之路是否還遠？