在車身或車頂安裝光伏電池板的電動(dòng)汽車，在由純太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)時(shí)，每年有望實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)公里以上的里程。這些模塊的投資回收期可能只需三四年。

TNO對(duì)車載光伏電池板進(jìn)行測(cè)試（圖片來(lái)源：pv-magazine）

據(jù)外媒報(bào)道，荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織(TNO)推出車載集成光伏研究項(xiàng)目，以上是其主要初步發(fā)現(xiàn)之一。該機(jī)構(gòu)的光伏和出行模塊技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)理Bonna Newman表示：“我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)模型，對(duì)電動(dòng)汽車上安裝的太陽(yáng)能電池板進(jìn)行評(píng)估，以量化其效益。我們想看看，在不同情況下，到底能產(chǎn)生多少光伏電力?！?/p>

該項(xiàng)目包括探索晶體硅、薄膜和鈣鈦礦技術(shù)。她進(jìn)一步解釋說(shuō)：“我們正在測(cè)試不同的技術(shù)，探討如何使其有效應(yīng)用于各種電動(dòng)汽車的車載光伏發(fā)電，包括客車和卡車?！?/p>

效益

目前，受限于汽車的能量效率，市場(chǎng)上大多數(shù)電動(dòng)汽車仍然難以達(dá)到1萬(wàn)公里的里程。然而，Newman表示：“電動(dòng)汽車的性能正在迅速提升?！?/p>

據(jù)估計(jì)，車載光伏的效益與地區(qū)的太陽(yáng)輻射水平、電動(dòng)汽車需求量以及電價(jià)成正比。她強(qiáng)調(diào)：“比如在荷蘭這樣的地方，沒(méi)有太多陽(yáng)光，但電價(jià)接近每千瓦時(shí)0.2歐元，如果我們用太陽(yáng)能電池板發(fā)電取代電網(wǎng)，每年可能直接節(jié)省150-200歐元的電費(fèi)。與傳統(tǒng)太陽(yáng)能相比，如果你安裝在汽車上的太陽(yáng)能電池板大約價(jià)值每瓦1000歐元或1歐元，可能會(huì)出現(xiàn)三到四年的投資回收期?！?/p>

比起完全依賴電網(wǎng)電力的電動(dòng)汽車，估計(jì)每年的CO2排放量可以減少250千克。她說(shuō)：“從能源轉(zhuǎn)換的角度來(lái)看，這顯然是一大優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，這取決于你所在的地區(qū)和當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)類型?！?/p>

這些估計(jì)值中還包括基于傳統(tǒng)模塊制造方法的光伏電池板帶來(lái)的CO2。Newman補(bǔ)充說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，幾乎在所有情況下，車載光伏所帶來(lái)的CO2效益都超過(guò)純電動(dòng)汽車。”

便利性

另一重要因素是“便利系數(shù)”，即以太陽(yáng)能里程和用戶必須將汽車接入電網(wǎng)的次數(shù)來(lái)表示。對(duì)這家荷蘭研究團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這仍難以量化。她表示：“我們通過(guò)最詳細(xì)的模型，在荷蘭評(píng)估了一輛類似特斯拉的汽車，其年均行駛里程大約可達(dá)到13000公里。我們發(fā)現(xiàn)，如果在車上安裝光伏電池板，每年可以利用太陽(yáng)能行駛3000多公里，使充電次數(shù)減少約25%。到了夏季，你甚至可以一次也不充電就開(kāi)上三個(gè)月?！?/p>

在西班牙和意大利等陽(yáng)光充足的地方，每年可將充電時(shí)間減少約40%。Newmann表示：“通過(guò)當(dāng)前的光伏和電動(dòng)汽車技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在陽(yáng)光明媚的日子，即使能源耗盡，電池板也能產(chǎn)生足夠的電力，為車輛進(jìn)行部分充電，并將其帶至最近的充電站，而無(wú)需外部幫助。”

模塊集成

談到應(yīng)由汽車制造商還是外部團(tuán)體制造集成模塊時(shí)，Newman表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在汽車工廠內(nèi)完成太陽(yáng)能模塊集成，可以更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)?！白顚?shí)用、最具成本效益的解決方案是，在汽車行業(yè)內(nèi)完成光伏系統(tǒng)集成，由負(fù)責(zé)車頂或車身部件的汽車OEM來(lái)制造。目前，市場(chǎng)上所有的車載集成光伏產(chǎn)品都是由汽車制造商來(lái)完成。另外，售后解決方案可能是更快、更好地推廣車載光伏的一種方式。

至于售后解決方案，在每輛車上，將光伏集成到車輛系統(tǒng)的方式略有不同。因此，需要針對(duì)具體車輛來(lái)改進(jìn)或調(diào)整集成系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

為了將電池板集成到汽車的車身部件中，TNO的科學(xué)家們希望，盡可能使用與太陽(yáng)能行業(yè)傳統(tǒng)產(chǎn)品相似的模塊。通過(guò)這種方式，可以利用大規(guī)模供應(yīng)鏈，提供改進(jìn)措施、效率和成本。Newmann強(qiáng)調(diào)：“我們能夠承擔(dān)比傳統(tǒng)光伏更高的成本，如果我們與光伏行業(yè)在制造方面保持密切聯(lián)系，可以在太陽(yáng)能出行行業(yè)獲得更好的價(jià)值?！?/p>

晶體硅

在這一細(xì)分市場(chǎng)，主流光伏技術(shù)仍然是晶體硅光伏，因?yàn)槠洚a(chǎn)量最大。Newman指出：“目前，我們需要的能源生產(chǎn)密度，要比通常的太陽(yáng)能薄膜電池（CIGS）更高。我們致力于CIGS集成，因?yàn)樵谳p量級(jí)和靈活性方面，它具有明顯的優(yōu)勢(shì)。”

然而，從成本角度看，晶體硅的供應(yīng)鏈要好得多。她說(shuō)：“可以將晶體硅面板彎曲成所需的形狀。車輛的大部分部位都很平坦，可以容納晶體硅。因此，我們認(rèn)為這是目前最有前途的技術(shù)?！?/p>

晶體太陽(yáng)能電池在車頂上也更容易接合，至少可與當(dāng)前領(lǐng)先技術(shù)兼容。在不同的時(shí)間，陰影可能以非常不可預(yù)測(cè)的、不同方式穿過(guò)車輛。相比之下，晶體硅對(duì)動(dòng)態(tài)陰影環(huán)境的反應(yīng)也更好。Newmann表示：“我們希望未來(lái)能提出一種薄膜解決方案，在這些環(huán)境中的表現(xiàn)得更好，并最終添加鈣鈦礦層或CIGS層?！?/p>

安全問(wèn)題

同時(shí)，該研究團(tuán)隊(duì)探討可靠性和安全問(wèn)題。通過(guò)碰撞和分裂測(cè)試，了解事故發(fā)生時(shí)的狀況。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，車頂或其他表面的太陽(yáng)能電池板有可能被損壞。

Newmann表示：“例如，通常情況下，人們無(wú)法觸摸到從車頂一角到另一角的電壓，這不是問(wèn)題。然而，發(fā)生事故時(shí)，車頂?shù)倪@些部分可能會(huì)靠得更近，有可能危及救援人員，而且不排除觸電風(fēng)險(xiǎn)。”該計(jì)劃旨在確保這些電池板處于安全水平。

另一重要因素是，考慮前側(cè)有太陽(yáng)能電池板的汽車撞到行人時(shí)的具體狀況。Newmann表示：“例如，我們必須觀察，在與人的頭部相撞時(shí)，玻璃是如何破碎的。我們必須看看，與沒(méi)有電池板的汽車相比，這種撞擊會(huì)對(duì)行人的頭部造成什么樣的傷害，我們必須確保，使用太陽(yáng)能電池板，不會(huì)增加任何風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

她強(qiáng)調(diào)，在這一細(xì)分市場(chǎng)，避免在早期階段出現(xiàn)此類問(wèn)題非常重要?！凹词惯@項(xiàng)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，我們也必須確保以安全的方式將其引入市場(chǎng)?！?/p>

市場(chǎng)規(guī)模

從技術(shù)角度看，未來(lái)五年內(nèi)，在電動(dòng)汽車車身上引入21%的能效面板，并生產(chǎn)數(shù)萬(wàn)輛汽車，不會(huì)有太大阻礙。許多人可能會(huì)因?yàn)楸憷裕紤]購(gòu)買光伏集成電動(dòng)汽車。 Newman預(yù)測(cè)：“到2030年，裝有太陽(yáng)能電池板的電動(dòng)汽車可能占電動(dòng)汽車市場(chǎng)的10%。這將是一個(gè)相當(dāng)大的市場(chǎng)。”

展望未來(lái)，Newman表示，想看到完全由太陽(yáng)能電池板提供動(dòng)力的電動(dòng)汽車，可能很困難。她總結(jié)道：“要完全擺脫電纜是很困難的。但是，如果你住在陽(yáng)光明媚的地方，你可以在夏天開(kāi)上幾星期的車，而不需要充電?！?/p>

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