太陽(yáng)能汽車的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)
說到太陽(yáng)能汽車,大家可能會(huì)想到科幻電影里的自動(dòng)駕駛的太陽(yáng)能車,進(jìn)而聯(lián)想到現(xiàn)實(shí)中太陽(yáng)能車比賽里面那些把駕駛者空間壓縮到極致的扁平車輛。還有一些讀者可能會(huì)想起之前一些公司做的外形炫酷的太陽(yáng)能概念車,一些關(guān)注電動(dòng)車的讀者朋友可能會(huì)想起來(lái)微信號(hào)推送的已經(jīng)接受預(yù)定的太陽(yáng)能汽車。
筆者作為一名太陽(yáng)能車輛的創(chuàng)業(yè)者,每每說到太陽(yáng)能汽車,聽者都用一種關(guān)懷的眼神表示“很有意思”,但微笑的表情似乎又暗示他當(dāng)時(shí)想到的是北京二環(huán)那些違章上路的“老頭樂”頂上的大塊晶硅太陽(yáng)能板。
太陽(yáng)能汽車是一個(gè)“理論上很美”的人類工業(yè)品:在電動(dòng)車上安裝上太陽(yáng)能系統(tǒng),使得車輛能夠隨時(shí)給車載的儲(chǔ)能電池充電,從而獲得出行的能源自由。
這一技術(shù)目標(biāo)如果實(shí)現(xiàn),對(duì)世界能源格局的影響將是顛覆性的:全球電動(dòng)車輛即將在3-5年突破1億輛,并以超過10%的速度增長(zhǎng),假如1%的新增量為太陽(yáng)能車,每臺(tái)車一年太陽(yáng)能的發(fā)電量以600度電計(jì)算,一年的發(fā)電量相當(dāng)于6億度電,不但降低了出行對(duì)于電廠的依賴,降低了使用者充電的頻次。
更重要的是,因?yàn)樘?yáng)能充電“即時(shí)”的特點(diǎn),可以相應(yīng)降低動(dòng)力電池的容量,而不影響車輛的行駛里程(舉例,原來(lái)裝載10度電的車輛,每日可以行駛100公里,因?yàn)樘?yáng)能可以隨時(shí)發(fā)電充進(jìn)電池,可以降低裝機(jī)容量至8度電,因?yàn)樘?yáng)能可以即時(shí)充電,仍然可以保證每日行駛100公里不需要額外充電), 這樣,對(duì)儲(chǔ)能電池所需要的稀有金屬的依賴也會(huì)降低,對(duì)社會(huì)對(duì)環(huán)境對(duì)一國(guó)的能源安全都大有益處。
都很美好,可以還有一個(gè)商業(yè)化的問題:人類為什么要在車上安裝太陽(yáng)能呢?畢竟現(xiàn)在看來(lái),“不太劃算”。
實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能車規(guī)模使用的目標(biāo)主要有兩個(gè)挑戰(zhàn):一是能量密度低,一是能源可靠性。就能量密度而言,假設(shè)車頂面積為4平米,太陽(yáng)能安裝功率在800w,在北京最好每日也就發(fā)電3度電,乘上系統(tǒng)效率,大約也就2.4-2.5度電,進(jìn)入電池后能夠驅(qū)動(dòng)車輛行駛最多20公里?這已經(jīng)是很樂觀的預(yù)測(cè)了。為這20公里,還是需要充電的動(dòng)作,太陽(yáng)能就顯得雞肋了。二是能源可靠性,車輛的行駛需要穩(wěn)定的能源,可是太陽(yáng)能不穩(wěn)定,陰晴圓缺都會(huì)讓發(fā)電量發(fā)生浮動(dòng),而車輛不可能說雨天就不開了。
如果我們退一步,去做那個(gè)當(dāng)所有都反對(duì)時(shí),坐在角落沉思的人——在什么前提條件下,太陽(yáng)能車不但技術(shù)可行,而且能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化閉環(huán),從而實(shí)現(xiàn)大爆發(fā)呢?
這一大爆發(fā)發(fā)生的理論核心是太陽(yáng)能電量與度電公里數(shù)的比較:當(dāng)太陽(yáng)能的平均日發(fā)電量足夠高,而車身輕量化的發(fā)展使得車輛足夠輕,從而一天太陽(yáng)能的平均發(fā)電量足以滿足車輛行駛一天的耗電量時(shí),太陽(yáng)能就會(huì)變成一個(gè)主要的出行能源供應(yīng)方式。
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