太陽能汽車是太陽能發(fā)電在汽車上的應用,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。太陽能汽車使用太陽能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能,電能會在儲電池中存起備用,用來推動汽車的電動機。由于太陽能車不用燃燒化石燃料,所以不會放出有害物。
據(jù)估計,如果由太陽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%。
太陽能電動車以光電代油,可節(jié)約有限的石油資源。白天,太陽電池把光能轉(zhuǎn)換為電能自動存儲在動力電池中,在晚間還可以利用低谷電(220V)充電。
無污染,無噪音。因為不用燃油,太陽能電動車不會排放污染大氣的有害氣體。沒有內(nèi)燃機,太陽能電動車在行駛時聽不到燃油汽車內(nèi)燃機的轟鳴聲。
與燃油汽車的比較優(yōu)勢。實用型太陽能動力車除行駛速度遠低于燃油汽車外,與燃油汽車相比,還是有諸多優(yōu)勢的。首先,太陽能電動車耗能少,只需采用3-4平方米的太陽電池組件便可使太陽能電動車行駛起來。燃油汽車在能量轉(zhuǎn)換過程中要遵守卡諾循環(huán)的規(guī)律來作功,熱效率比較低,只有1/3左右的能量消耗在推動車輛前進上,其余2/3左右的能量損失在發(fā)動機和驅(qū)動鏈上;而太陽能電動車的熱量轉(zhuǎn)換不受卡諾循環(huán)規(guī)律的限制,90%的能量用于推動車輛前進。
其次,易于駕駛。無需電子點火,只需踩踏加速踏板便可啟動,利用控制器使車速變化。不需換擋、踩離合器,簡化了駕駛的復雜性,避免了因操作失誤而造成的事故隱患,特別適合婦女和老年人駕駛。另外,太陽能動力車采用創(chuàng)新前橋和轉(zhuǎn)向系統(tǒng),前后獨立懸掛,四輪鼓式制動從時速30公里到突然剎車,剎車線不超過7.3米。
由于太陽能電動車結(jié)構(gòu)簡單,除了定期更換蓄電池以外,基本上不需日常保養(yǎng),省去了傳統(tǒng)汽車必須經(jīng)常更換機油,添加冷卻水等定期保養(yǎng)的煩惱。小巧的車身,靈便轉(zhuǎn)向,可以輕而易舉的將車泊入擁擠不堪的都市停車場。
在都市行車,為了等候交通信號燈,必須不斷的停車和啟動,既造成了大量的能源浪費,又加重了空氣污染,使用太陽能電動車,減速停車時,可以不讓電動機空轉(zhuǎn),大大提高了能源使用效率和減少了空氣污染。
再次,太陽能電動車沒有內(nèi)燃機、離合器、變速箱、傳動軸、散熱器、排氣管等零部件,結(jié)構(gòu)簡單,制造難度降低。
電池方陣
太陽能電池方陣是太陽能汽車的能源。方陣是由許多PV光電池板(通常有好幾百個)組成。方陣類型受到太陽能汽車尺寸和部件費用等的制約。目前,主要有兩種類型的光電池板:硅電池和砷化合物電池。環(huán)繞地球衛(wèi)星使用的太陽電池使用的是典型的砷化合物電池,而硅電池則更為普遍的為地面基礎設備所使用。一般等級的太陽能汽車通常使用硅電池板。許多獨立的硅片(接近1000個)被組合,形成太陽電池方陣。依靠光伏電源供電動發(fā)動機驅(qū)動太陽能汽車。這些方陣的通常工作電壓在50V~200V之間,并能提供1O00W的電力。方陣輸出功率的大小受到太陽、云層的覆蓋度和溫度的影響。超級太陽能汽車也能使用通常類型的太陽能光電板。但更多的是使用太空級光電板。這種板很小,但是比普通的硅片電池板要昂貴得多,然而它們的使用效率非常高。
一般情況下,車子在運動時,被轉(zhuǎn)換的太陽能光被直接送到發(fā)動機控制系統(tǒng)。但有時提供的能量要大于發(fā)動機需求的電力,那么多余的能量就會被蓄電池儲存以備后用。當太陽電池方陣不能提供足夠的能量來驅(qū)動發(fā)動機時,蓄電池內(nèi)的被儲存的備用能量將會自動補充。當然,當太陽能汽車不運動時,所有能量都將通過太陽能光伏陣列儲存在蓄電池內(nèi)。也可以利用一些回流的能量來推動汽車。當太陽能汽車開始減速時,換用通用的機械制動,這時發(fā)動機將變成了一個發(fā)電機,能量通過發(fā)動機控制器反向進入蓄電池內(nèi)進行儲存?;爻涞叫铍姵刂械哪芰渴欠浅I俚模菂s非常實用。
控制系統(tǒng)
在太陽能汽車里最高級的組件部分就是電力系統(tǒng)。它們包括峰值電力監(jiān)控儀、發(fā)動機控制器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電力系統(tǒng)最基本的功能就是控制和管理整個系統(tǒng)中的電力。峰值電力監(jiān)控儀條件電力來源于太陽能光伏陣列,光伏陣列把能量傳遞給另外的蓄電池用于儲存或直接傳遞給發(fā)動機控制器用于推動發(fā)動機。當太陽能光伏陣列正在給蓄電池充電的時候,電池組電力監(jiān)控儀會保護蓄電池組因過充而被損壞。電池組電力監(jiān)控儀的號碼數(shù)值隨我們的設計而被使用在太陽能汽車里。峰值電力監(jiān)控儀是由輕質(zhì)材料構(gòu)成,發(fā)動機的啟動需要配備不同型號的發(fā)動機控制器,使用的工作效率一般超過90%。從監(jiān)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)常常用來判斷太陽能汽車的狀況,并用來解決太陽能汽車出現(xiàn)的問題。
在太陽能汽車里使用什么類型的發(fā)動機沒有限制。大多數(shù)太陽能汽車使用的發(fā)動機是雙線圈直流無刷電機,這種直流無刷電機是相當輕質(zhì)的材料機器,在額定的RPM(每秒轉(zhuǎn)速)達到98%的使用效率。但是它們的價格比普通有刷型交流發(fā)動機要貴一些。
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