在車身或車頂安裝光伏電池板的電動汽車，在由純太陽能驅動時，每年有望實現(xiàn)1萬公里以上的里程。這些模塊的投資回收期可能只需三四年。

TNO對車載光伏電池板進行測試（圖片來源：pv-magazine）

據(jù)外媒報道，荷蘭應用科學研究組織(TNO)推出車載集成光伏研究項目，以上是其主要初步發(fā)現(xiàn)之一。該機構的光伏和出行模塊技術項目經(jīng)理Bonna Newman表示：“我們開發(fā)了一個模型，對電動汽車上安裝的太陽能電池板進行評估，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。”

該項目包括探索晶體硅、薄膜和鈣鈦礦技術。她進一步解釋說：“我們正在測試不同的技術，探討如何使其有效應用于各種電動汽車的車載光伏發(fā)電，包括客車和卡車。”

效益

目前，受限于汽車的能量效率，市場上大多數(shù)電動汽車仍然難以達到1萬公里的里程。然而，Newman表示：“電動汽車的性能正在迅速提升。”

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

比起完全依賴電網(wǎng)電力的電動汽車，估計每年的CO2排放量可以減少250千克。她說：“從能源轉換的角度來看，這顯然是一大優(yōu)勢。當然，這取決于你所在的地區(qū)和當?shù)氐碾娋W(wǎng)類型。”

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

便利性

另一重要因素是“便利系數(shù)”，即以太陽能里程和用戶必須將汽車接入電網(wǎng)的次數(shù)來表示。對這家荷蘭研究團隊來說，這仍難以量化。她表示：“我們通過最詳細的模型，在荷蘭評估了一輛類似特斯拉的汽車，其年均行駛里程大約可達到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上三個月。”

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

模塊集成

談到應由汽車制造商還是外部團體制造集成模塊時，Newman表示，從長遠來看，在汽車工廠內(nèi)完成太陽能模塊集成，可以更好地進行設計。“最實用、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，由負責車頂或車身部件的汽車OEM來制造。目前，市場上所有的車載集成光伏產(chǎn)品都是由汽車制造商來完成。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，需要針對具體車輛來改進或調(diào)整集成系統(tǒng)，以實現(xiàn)最佳性能。

為了將電池板集成到汽車的車身部件中，TNO的科學家們希望，盡可能使用與太陽能行業(yè)傳統(tǒng)產(chǎn)品相似的模塊。通過這種方式，可以利用大規(guī)模供應鏈，提供改進措施、效率和成本。Newmann強調(diào)：“我們能夠承擔比傳統(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，可以在太陽能出行行業(yè)獲得更好的價值。”

晶體硅

在這一細分市場，主流光伏技術仍然是晶體硅光伏，因為其產(chǎn)量最大。Newman指出：“目前，我們需要的能源生產(chǎn)密度，要比通常的太陽能薄膜電池（CIGS）更高。我們致力于CIGS集成，因為在輕量級和靈活性方面，它具有明顯的優(yōu)勢。”

然而，從成本角度看，晶體硅的供應鏈要好得多。她說：“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，我們認為這是目前最有前途的技術。”

晶體太陽能電池在車頂上也更容易接合，至少可與當前領先技術兼容。在不同的時間，陰影可能以非常不可預測的、不同方式穿過車輛。相比之下，晶體硅對動態(tài)陰影環(huán)境的反應也更好。Newmann表示：“我們希望未來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。”

安全問題

同時，該研究團隊探討可靠性和安全問題。通過碰撞和分裂測試，了解事故發(fā)生時的狀況。當發(fā)生事故時，車頂或其他表面的太陽能電池板有可能被損壞。

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

另一重要因素是，考慮前側有太陽能電池板的汽車撞到行人時的具體狀況。Newmann表示：“例如，我們必須觀察，在與人的頭部相撞時，玻璃是如何破碎的。我們必須看看，與沒有電池板的汽車相比，這種撞擊會對行人的頭部造成什么樣的傷害，我們必須確保，使用太陽能電池板，不會增加任何風險。”

她強調(diào)，在這一細分市場，避免在早期階段出現(xiàn)此類問題非常重要。“即使這項技術具有明顯的優(yōu)勢，我們也必須確保以安全的方式將其引入市場。”

市場規(guī)模

從技術角度看，未來五年內(nèi)，在電動汽車車身上引入21%的能效面板，并生產(chǎn)數(shù)萬輛汽車，不會有太大阻礙。許多人可能會因為便利性，考慮購買光伏集成電動汽車。 Newman預測：“到2030年，裝有太陽能電池板的電動汽車可能占電動汽車市場的10%。這將是一個相當大的市場。”

展望未來，Newman表示，想看到完全由太陽能電池板提供動力的電動汽車，可能很困難。她總結道：“要完全擺脫電纜是很困難的。但是，如果你住在陽光明媚的地方，你可以在夏天開上幾星期的車，而不需要充電。”

返回第一電動網(wǎng)首頁 >