大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏充电汽车意义_发展新能源汽车的意义的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.为何新能源汽车不设计顶部为太阳板?这不是可解决充电桩等问题吗?2.发展新能源汽车的意义
3.光伏路面汽车怎么充电
4.新能源汽车为什么不用太阳能板充电供能呢?
为何新能源汽车不设计顶部为太阳板?这不是可解决充电桩等问题吗?
成本问题。
早晚会有,因为有真实需求。
假设铺设2平米,150w发电功率,10小时就是3度电。大概18km的续航。日常通勤如果每天20km,几乎不用考虑充电,如果每天40km,充电频率降低一半。
但是问题是每天3度电,那么这套系统一年发电不到1000度,充电成本0.5-2元/度,按照十年1万度电算,消费者盈亏成本在5k—2w元。对于我这种每天上班通勤20km,充电成本1.1元的人来说,选配额外支付1.1万可以接受,如果1.5万我也会考虑,毕竟减少了充电等待时间,但是超过2万那就算了。
另外,如果面积扩大到3平米,功率能到200w,那么一天6度电,对于每天通勤40km的人来说,就是不超过2万可以接受,但是我反而不会考虑,因为我每天就20km。如果长途出行,这个充电太鸡肋了。
综上,预期车顶光伏未来发电功率300w,额外售价低于1w,会开始普及。现在这块板成本估计不超过5k,但是算下来可能对于车企来说利润率还吸引力不够吧。
太阳能充电功率太小了,充电一天不足行驶五分钟,而且价格太贵,不如充电桩实用。
太阳能电池板适合大面积作业-无法替代充电桩问题:
理论上当然是可以的,但却没有实际操作的价值,原因有两点——首先是成本问题。目前普及最高的是单晶硅太阳能电池板,这种电池板并不按照面积来计算,计算单位是「功率」!目前的价格需要按照10元一瓦(W)计算,电池板是由许多单晶硅片并联组成,一平方米的单晶硅板的功率在150瓦左右,成本也就很好计算了。
1 的单晶硅电池板的价格就要1.5k左右,这样的发电功率可以说是没有什么意义的;因为使用充电桩补电的成本极低且效率很高,按照交流充电桩每小时平均6.5kw计算,这就是每小时充电6.5度的概念;直流桩动辄几十千瓦,每小时可充电几十甚至上百千瓦。
同时充电的成本是极低的,比如新能源 汽车 专用的家用充电表没有阶梯电价,锋电仅超0.6元一度,谷电超0.3元一度;按照夜间电价计算的话,补充50kwh的电能也只要15元!公共充电桩的夜间电价也搞不了多少,那么是用电池板充电成本低、还是充电桩的成本低呢?
按照15kwh/100km的各类车型平均电耗计算,50kwh可以续航333公里;假设每天的通勤里程是30公里,那就是每11.1天充电一次。每次充电要15元,每天折合1.4元,每年的用车开支不足510元……
一块150瓦的单晶硅电池板就是每年充电开支的三倍左右,电动 汽车 想要通过光伏补电最起码需要上千瓦的电池板才可以;且不论车身有没有位置安装这么多的电池板,成本就得是多少了呢?可以说用电池板发电的话, 汽车 不用上几十年也省不回差价。
重点-充电效率真的很低!
目前最高水平的太阳能电池板的光电转化效率仍旧很低,按照“ ”计算的话,1 也只是200瓦左右的标准;这是在理想光照条件下,每小时的发电量——200W 0.2kwh,就按照一个平方计算吧。
平均日照能达到7小时左右就算不错,因为夏季会长一些但冬季会短很多,而且雨天其实也是很多的;所以很多区域的平均光照时间只是六个多小时,取中间值就以7小时为参考吧。每天的充电量是1.4kwh,按照峰谷平均电价的0.5元计算,每天节省七角!以1.5k的电池板成本计算,需要的是2142天省回一块的成本哦。
不过最大的问题还是电耗,15kwh/100km的电耗算是比较客观的成绩;那么每十公里的电耗就是1.5kwh;似乎晒了一天的 汽车 只能满足短距离的通勤,实用价值似乎也是需要质疑一下的了。
重点是这个电耗是正常驾驶不使用空调系统的标准,如果带上空调的话,理论上是冷空调电耗略高、暖空调电耗明显增高;但冬天 汽车 晒一天太阳倒是感觉暖暖的,然而夏季晒一天太阳似乎会让车内温度更高吧。那么启动车辆降低温度的过程就会消耗更多电能,这就有些得不偿失了。
这就是太阳能电池板不适合用于家用 汽车 的原因,现阶段只是少数大型客车会在车顶安装太阳能电池板;原因还是因为商电的成本较高,且车顶的面积很大,用这种技术能快速有效地降低营运成本。
太阳能发电只适合大面积作业,对于 汽车 而言只适合燃油动力的房车;因为光伏发电没有噪音,房车用太阳能或增加小型风电机会带来更好的驻车体验。不过最重要的还是使用房车时不太敢于使用高功耗设备,所以电耗也普遍不是很高。
问题- 汽车 暴晒充电的“副作用”需要了解
为了用光伏板充电而将车辆放在阳光下暴晒,这对于有地下停车条件的司机而言是不太能接受的;因为阳光中的红外线和紫外线都会加速车漆的老化,漆面系统中的色漆会因为高温而逐渐变淡,清漆层则会逐渐从透明变成淡**,随着颜色的变化会让 汽车 看起来很“老旧”。
色漆层的变色是无法解决的,清漆层可以解决但也会有些伤车;清漆的厚度在40微米左右,变色是由外至内的缓慢变化,但持续暴晒还是会在两年左右就能看出明显的变色,此时会有5微米左右的漆面变色,想要恢复则要“抛光”。
「抛光」实际就是对清漆的打磨,把变色的部分磨掉从而露出内部透明的清漆;然而人工抛光很难控制磨损,每次抛光都有可能磨损掉5~10微米不等的厚度,也就是说清漆抛光3~4次最好就要停止这种操作了。
这就是用太阳能电池板给车辆充电而带来的问题,其次还有内饰件的加速老化,座椅皮革材质的老化等等;综合分析潜在用车成本,可以说用光伏充电技术是没有什么意义可言的,而且还有一项配置也决定了无法使用这种技术。
全景天窗从曾经豪华 汽车 使用,到今天已经成为了快销车的标准配置;这种能提高车内采光效果,用正负压通风的设计,对于提高车辆的驾乘感受是很有些作用的。那么在车顶用电池板替代天窗,即使能节省一些费用又有多少消费者能接受呢?
所以不用期望通过电池板能解决续航里程或降低用车成本,不过准备10-20kwh的电池板,加上铁锂电池的储能系统;这套系统用于应急使用还是挺不错的,或者用于家用也可以考虑,但目前只遇到过一些“灾难片”看多、有些特殊情节的人才用这种系统,或者是并网卖电。
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太阳能电池板那点电,对于新能源车来说杯水车薪。
拿2020款比亚迪汉举例纯电版电量76.9KWH 混动版15.2KWH。假设车辆表面覆盖有2平方米的太阳能电池,满功率输出大约为300W,不考虑损耗,每天按照12小时计算,纯电版需要213天大太阳底下暴晒,混动版需要42天大太阳底下暴晒。
这还是纯理论数据,考虑到实际情况的话,可能充一次电需要2至三倍的理论时间。
新能源太阳能电动车,晒太阳充电行使,每天晒太阳充电行使三四十公里左右,效果很好,但是还是不理想,需要研发增加行使里程,满足市场需求,才有发展空间。
太阳能的转换率太低了,用太阳能为新能源 汽车 充电只能说是杯水车薪。
我们以一平方米太阳能在理想状态下,每小时发电150W来计算,为车顶完全铺满也不过是3平方左右,就算发电量可以达到500W,而光照有效时间可以达到每天10个小时,想要把一辆新能源 汽车 充满电也是很不现实的事情。
要知道现在的新能源 汽车 随着续航里程的不断增加,所装配的电池容量也是不断加大的,以一辆续航为300公里的新能源 汽车 为例,所装配的电池容量就要达到40KW以上,而目前长续航版本的新能源 汽车 所装配的电池容量更是接近了100KW。
就算为40KW的新能源 汽车 想要从馈电达到满电状态也要达到近100小时,但这还只是理想状态下的结果,事实上太阳能的转换率远远低于这样的理想状态。
想要达到理想状态,不光要求天气好,太阳光的照射角度和太阳能板的散热及透光率,太阳能转换器的效率都会对发电有着很大的影响。而且新能源 汽车 能在车顶安置3平方太阳能板的车辆也不会很多,其中还要考虑车顶天窗的使用和车身颜色的契合。
很多人都会以为夏季气温高,太阳能的发电效率肯定也不会差,但实际上过高的环境温度太阳能的发电效率也会下降。很多太阳能板在安装时都会考虑散热的问题,而如果直接安装在新能源 汽车 的顶部会直接影响安装件的散热造成发电效率的降低。单纯地增加太阳能板和车顶的间隙又会影响整车的风阻系数,从而增加行驶中的电耗。
所以想在新能源 汽车 的顶部增加太阳能发电板目前只能想想,实际价值真的不大。很多人都以为太阳能发电的成本很高,实际上这些人可能都没有亲身使用过,就500W的发电功率来说配件成本不过在1000元左右。可能又会有人质疑我所选的材料效率低,我只能这样回复,为了百分几到百分10之间的差别而多花费几倍的价格,至少我认为是脑子有问题,不知道各位看官老板如何看待我的说法。
我在瑞风上安装的太阳能板
那么太阳能板可以用在哪里呢?
我自己的车基本上开一辆闲置一辆,而长时间不使用的车辆会经常存在亏电的情况。这样的事儿在冬天特别明显,有时候着急出门,而要开的车却会因为亏电而不能启动。为了解决这个问题,我分别为两个车加了太阳能板,这样即使我长时间不使用车也不会因为亏电而无法启动,解决了我冬日出行时的尴尬。
新能源 汽车 设计过车顶太阳能板,但是没有实际意义。
2008年,全球首款量产插电混动 汽车 F3DM上市,随后就推出了价格高两万元的带有车顶太阳能板的旗舰版F3DM,但是当时一套太阳能板成本就接近2万元,装一套太阳能板,还真不如多塞点电池。
十几年过去了,太阳能板成本大幅下降,可是电池价格下降幅度更大,甚至只有当年的十分之一,而车顶太阳能板存在面积下、发电量小、 汽车 行驶时间少、极度依赖天气等四大弱点,没有什么意义。
太阳能板发电功率通常为150W/平方米,车顶只能铺设2.5平米左右大小的太阳能板,假设每天开车2小时,那么每天的发电量等于2.5*2*150/1000=0.75度电,考虑到天气问题,阴雨天并没有太阳,而一年中一半以上时间都是阴雨天,按50%算,平均每天发电0.375度。
电动 汽车 电耗是12度/百公里,0.375度电只能够增加3公里续航,对纯电动 汽车 并不具有实际意义,而且太阳能板会遮挡天窗,影响车主感受。
从成本分析,太阳能板价格为8元/瓦, 汽车 太阳能板是非标板,应用少,价格估计要20元/瓦,一块车顶太阳能板成本大约要20*150*2.5=7500元。
花费7500元,影响天窗使用,每天只能增加3公里续航,有什么意义?要知道,只需要增加0.12度电池,成本只要120元,就可以增加3公里续航,何必要花7500元铺设影响美观和使用的太阳能板?
你可知道纯电的电动车快充功率都是100kw以上的,就这样还需要一个小时左右才能充满,你太阳能板那点功率估计维持车上电器运行都勉强更别谈充电了
华为的新太阳能板转电效率最低45% 目前市面最好的太阳能板只有25% 一台五菱面包车的车顶面积能装700瓦的太阳能板 完全可以满足一台直流空调的使用 要是使用华为新款太阳能板 满足一台车的慢充电状态是没有问题的 特斯拉的高性能太阳能板也是往这个方向去的 所以我敢断定 下阶段电动车一定会出现太阳能充电 这只是理论上的说法 至于实际应用 还要看商业运转怎么样 大家拭目以待
主要是成本的考虑,加上后充电少,成本高。但这东西也不是没有的,如果整车成本降下来,我相信,还是会有 汽车 选择安装的,因为虽然充电很少,但可以避免电池馈电,对电池寿命有好处,再者,也可以对驻车耗费电能做补充。
发展新能源汽车的意义
风力发电很难再汽车上应用,光伏发电到是可以用在汽车上。
风力发电之所以不能用在汽车上,主要是因为风机装在汽车上会增加汽车阻力,风阻增加后油耗也会增加。汽车之所以要设计成流线型,主要就是为了降低风阻系数,降低汽车行驶时的空气阻力。当降低10%的空气阻力时,油耗就会降低2.5%。
这边空气动力学家拼命下降低空气阻力,、那边还要加上一个风力发电机,简直是要气死空气动力学家的节奏!加上风力发电机,虽然行驶中可以发电,但是这是通过增加油耗换来的电能,没有实用意义。能量经过多次转换后必然有损失,还不如直接用发动机驱动发电机发电损失小。因此风力发电技术并没有在汽车上采用。
太阳能发电机技术是可以应用在汽车上的。太阳能电池可以覆盖在汽车表面,并不会像风力发电机那样增加风阻。除了影响美观之外对汽车几乎没有其他影响,但是太阳能电池板存在一个转换率低下的问题。民用电池板转换率很难超过20%,多数在15-17%左右。在太阳光照强度1000瓦/平方米的情况下,一平方的电池板发电量只能在150-170wh之间。
而汽车表面积是有限的,电池板面积也是有限度的,如果有两平方的电池板,发电功率仅为150w,还要考虑光照强度,角度等因素。因此太阳能电池板发电量并不高,如果光照良好,那么一天可以为电池充入1-2kwh的电量。而电动汽车电耗至少要15kwh/100km,充一天电只能增加续航里程几公里而已,没有实际意义。应用在低功耗的低速电动汽车上还可以、用在汽车上有些不实用。
但是如果有高效率的电池板 出现后,太阳能电池与汽车就可以完美结合。例如丰田普锐斯做的太阳能测试:
据称该测试车采用的太阳能电池板转换率高达34%,输出功率可以达到840w。在光照良好的天气中,一天收集的电量可以支撑汽车行驶44km。
但是目前只是测试状态,可以看到该车大面积铺设了太阳能电池板,后风挡、尾箱盖、引擎盖等处都铺满了电池板,一定程度上影响了美观。,效率高达34%的电池板是一个关键,效率低没有任何应用价值,而高效率的电池板成本过高也是一个影响推广的因素。
光伏路面汽车怎么充电
不论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视,还是一些特殊用途解决现实的能源供应出发,发展新能源均具有重大战略意义。
①新能源是人类社会未来能源的基石,是化石能源的替代能源。
在当今的世界能源结构中,人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。1997年世界一次能源消费总量为121.56亿,随着经济的发展、人口的增加、社会生活的提高,预计未来世界能源消费量将以每年2.7%的速度增长,到2020年世界的能源消费总量将达到195亿tce。截至1996年末,世界石油、天然气和煤炭的可采储量为1.3万亿tce,尽管今后还可能有新的储量被发现,但按目前的世界能源探明储量和消费量计,这些能源资源仅可供全世界大约消费172年。根据目前国际上通行的能源预测,石油资源将在40年内枯竭,天然气资源将在60年内用光,煤炭资源也只能使用220年。
由此可见,在人类开发利用能源的历史长河中,以石油、天然气和煤炭等化石能源为主的时期,仅是一个不太长的阶段,它们终将走向枯竭,而被新能源所取代。人类必须未雨绸缪,及早寻求新的替代能源。研究和实践表明,新能源,资源丰富、分布广泛、可以再生、不污染环境,是国际社会公认的理想替代能源。根据国际权威单位的预测,到21世纪60年代,即2060年,全球新能源的比例,将会发展到占世界能源构成的50%以上,成为人类社会未来能源的基石,世界能源舞台的主角,目前大量燃用的化石能源的替代能源。
②新能源清洁干净、污染物排放很少,是与人类赖以生存的地球生态环境相协调的清洁能源。
化石能源的大量开发和利用,是造成大气和其他类型环境污染与生态破坏的主要原因之一。如何在开发和使用能源的同时,保护好人类赖以生存的地球生态环境,已经成为一个全球性的重大问题。全球气候变化是当前国际社会普遍关注的重大全球环境问题,它主要是发达国家在其工业化过程中燃烧大量化石燃料产生的CO2等温室气体的排放所造成的。因此,限制和减少化石燃料燃烧产生的CO2等温室气体的排放,已成为国际社会减缓全球气候变化的重要组成部分。
自从工业革命以来,约80%温室气体造成的附加气候强迫是由人类活动引起的,其中CO2的作用约占60%,而化石燃料的燃烧是能源活动中CO2的主要排放源。据估算,我国能源活动引起的CO2排放量约5.8亿吨碳,约占全球化石燃料CO2排放量的9.76%。
观测资料表明,在过去100年中,全球平均气温上升了0.3—0.6摄氏度,全球海平面平均上升了10—25cm。如对温室气体不采取减排措施,在未来几十年内,全球平均气温每10年将可升高0.2摄氏度,到2100年球平均气温将升高1—3.5摄氏度。近年来,由于城市汽车大幅度增加,燃用汽油产生的汽车尾气已成为城市环境的重要污染源。
而新能源污染物排放很少。目前各种发电方式的碳排放率, g碳(/kwh) :常规燃煤电为304,煤气化联合循环发电为270,燃气联合循环发电为118,带烧天然气备用机组的太阳能热发电为47,地热发电为2.5,光伏发电和风力发电则为0。由此可见,新能源是保护生态环境的清洁能源,采用新能源以逐渐减少和替代化石能源的使用,是保护生态环境、走经济社会可持续发展之路的重大措施。
③新能源是世界不发达国家的20多亿无电人口和特殊用途解决供电问题的现实能源。
迄今,世界上不发达国家还有20多亿人口尚未用上电,其中我国约占6000多万人。由于无电,这些人大多仍然过着贫困落后、日出而作、日落而息、远离现代文明的生活。这些地方,缺乏常规能源资源,但自然能源资源丰富,人口稀少,并且用电负荷不大,因而发展新能源是解决其供电问题的重要途径。
另外,有些领域,如海上航标、高山气象站、地震测报台、森林火警监视站、光缆通信中继站、微波通信中继站、边防哨所、输油输气管道阴极保护站等在无常规电源等特殊条件下,其供电电源由新能源和可再生能源提供,不消耗燃料,无人值守,最为先进、安全、可靠和经济。
新能源汽车为什么不用太阳能板充电供能呢?
光伏组件里的太阳在电池上预埋了一组可产生磁力的导磁装置板,根据“磁生电、电生磁”的原理,具备电磁转换装置的电动汽车在光伏公路上,能够一边行驶,一边吸收路面传出的电磁,同时在汽车体内转换为电,实现边跑边充电的炫酷功能。光伏路面铺设长度1080米、净面积5875平方米,铺设主行车道和应急车道;分布式光伏并网发电装机容量峰值功率817.2千瓦,可实现年发电量约100万千瓦时。这种路面的全称是承载式高速光伏路面,最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料,摩擦系数高于传统沥青路面。在保证轮胎不打滑的同时,还拥有较高的透光率,可以让阳光穿透它,使下面的太阳能电池把光能转换成电能,实时输送上电网,就好像一个巨大的充电宝。在冬季,这段路面还可以将光能转化为热能,消融冰冻积雪,确保行车安全。最早始于美国的一对叫ScottBrushaw和Julie的科学家夫妇,早在2006年就提出了太阳能公路的概念,Brushaw夫妇于2013年启动试点项目,他们将关注点聚焦在停车场路面上。Brushaw夫妇的研究工作得到了政府的大力支持。美国能源局、美国联邦公路管理局等多次对其进行研究经费专项拨款,以期降低成本,尽快将太阳能公路、太阳能高速公路的梦想变为现实。
太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,当前,人们已开始对它进行开发利用,像太阳灶、太阳能热水器就是直接利用太阳能的热能;太阳能路灯、太阳能信号灯、太阳能发电站,则是利用光伏发电板,把太阳能转化为电能,供人们使用。
目前,人们已初步掌握太阳能光伏发电技术,2018年,我国并网太阳能发电1.7亿千瓦,占当年全国装机总量的9.2%。
新能源 汽车 是以电能为驱动能源的,目前实现能源补充的主要途径是充电桩充电。由于当前充电设施布局不是很完善,充电桩数量不足和过于集中的现状给新能源 汽车 能源补给带来了一定的困扰,并在一定程度上制约了新能源 汽车 市场规模的扩大。
如果能在新能源 汽车 安装光伏发电板,让它实现“自供电”,岂不是就解决了新能源 汽车 能源补给问题吗?
据氢云链了解,其实现在也有一些厂家在尝试使用太阳能给新能源 汽车 进行充电,比如日本的丰田公司在2017年,他们推出了PRIUS PHV,在车顶铺装了太阳能发电面板。不过,经过一段时间的推广后,销量并不是很好。
主要原因如下:
首先,太阳能发电效率不高。根据实验室数据,目前太阳能充电转化效率可以达到30%,但如果安装在车顶和舱盖,考虑到接受阳光的角度等,真正应用过程中,转化效率估计在18%左右。
而丰田PRIUS PHV太阳能发电板的发电效率只有22%,发电功率为180W,每天在阳光下暴晒后只能增加5公里的续驶里程。这么点放电量,基本上只能供车载电器使用一段时间,有经验的司机利用制动能量回收都可以把这点电给省下来。
其次,太阳能发电经济性差。前不久,丰田宣布在PRIUS PHV的基础上进行了升级,新的太阳能 汽车 发电面板面积增加,功率提高到800W,可增加续驶里程44公里,比上一代PRIUS PHV有了很大的进步。不过,太阳能发电面板是有成本和研发经费的,面积越大,成本越高,而且也有使用寿命。从增加44公里续驶里程可以计算出,该车日均发电量为7度左右,一年按200个晴天计算也不过是1400度电。如果1度电2元钱,不过是节省了2800元,10年2.8万。只是不知,它的使用寿命有10年吗?增加的成本和研发经费会不会超过2.8万?
第三,太阳能发电面板只有在阳光下才能发电。试想,炎炎夏日,把车辆停在阳光下,钻进车里是一种怎样的体验?阳光暴晒太阳能 汽车 ,会不会因发电面板吸热而引发燃烧?这些都是消费者需要担心的问题。
第四、整个安装成本较高 , 太阳能材料需要抗氧化,耐腐蚀等,且防撞能力较弱,如果将舱盖换成太阳能板,存在一定的安全隐患。整套太阳能发电系统,成本也很高,以目前的转化效率,得不偿失。
另外,车身布满黑丝太阳能发电面板的车辆,实在是有碍观瞻,在视觉上不是那么容易接受。而且,如果发生小碰撞,势必会增加维修成本。
虽然,从某种意义上来说,太阳能充电是非常理想的充电方式:无污染,可再生,还不要钱(除去前期的安装成本),不过,氢云链认为,如果想要太阳能充电进行普及的话,成本一定要得到有效控制,且转化效率一定要再提高一些。如果日充电能够跑30公里,甚至更高的话,太阳能充电才会慢慢开始普及。