盘点：各类太阳能汽车（多图）

OFweek太阳能光伏网：太阳能发电在汽车上的应用，将能够有效降低全球环境污染，创造洁净的生活环境，随着全球经济和科学技术的飞速发展，太阳能汽车作为一个产业已经不是一个神话。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康。

现各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料的，使用电动汽车会增加用电的需求，即间接增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，一些环保人士就提倡发展太阳能汽车，太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在储电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果由太阳能汽车取代燃汽车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43至54%。

汽车用的燃料是汽油和柴油等，它们都是从石油中提炼出来的。然而，石油这种矿物燃料是不能再生的，用一点就少一点，总有一天要用完。据科学家们预计，目前世界上已探明的石油储量将于2075年左右被采尽。因此，汽车将会出现挨受“饥饿”的危险，人类将面临着能源的挑战。

从另一方面来说，石油本身就是一种宝贵的化工原料，可以用来制造塑料、合成橡胶和合成纤维,把石油作为燃料烧掉了，不但十分可惜，而且还污染了人类赖以生存的环境。解决这个难题的唯一可行办法，就是加紧开发新能源。而太阳能就是这些新开发能源中的佼佼者。

汽车工业面临的最大挑战就是能源的消耗及尾气排放对环境的污染。目前虽有电动汽车及混合动力汽车已开发出来并陆续上市，但大部分仍在使用汽油和柴油作为燃料。所以说从未来汽车工业的发展趋势看，要想让汽车摆脱对化石燃料的依赖，研发以太阳能为发电动力的汽车已经势在必行了，它也必将得到市场的认可。

到目前为止，太阳能在汽车上的应用技术主要有两个方面：一、作为驱动力；二、用作汽车辅助设备的能源。这一应用方式，一般采用特殊装置吸收太阳能，再转化为电能驱动汽车运行。按照应用太阳能的程度又可分为如下几种形式：

　　太阳能作为第一驱动力驱动汽车

完全用太阳能为驱动力代替传统燃油，是几代汽车工作者的梦想。1982年澳大利亚人汉斯和帕金用玻璃纤维和铝制成了一部“静静的完成者”太阳能汽车。车顶部装有能吸收太阳能的装置，给两个电池充电，电池再给发动机提供电力。12月19日，两人驾驶着这辆车，从澳大利亚西海岸的珀思出发，横穿澳大利亚大陆，于1983年1月7日到达东海岸的悉尼，实现了一次伟大的创举。

这种太阳能汽车与传统的汽车不论在外观还是运行原理上都有很大的不同，太阳能汽车已经没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件，而是由电池板、储电器和电机组成．利用贴在车体外表的太阳电池板，将太阳能直接转换成电能，再通过电能的消耗，驱动车辆行驶，车的行驶快慢只要控制输入电机的电流就可以解决。目前此类太阳车的车速最高能达到100km/h以上，而无太阳光最大续行能力也在100km左右。

还有一种概念上的太阳能汽车，这种汽车在车体上没有安装光伏电池板，而只是配置蓄电池，而电能全部来自专门的太阳能发电装置。优点是外观与现有车辆类似，没有"另类"的感觉，缺点是要经常到太阳能电站充电，当然续行能力也受到限制。

　　太阳能和其它能量混合驱动汽车

太阳能辐射强度较弱，光伏电池板造价昂贵，加之蓄电池容量和天气的限制，使得完全靠太阳能驱动的汽车的实用性受到极大的限制，不利于推广。因此就出现了一种采用太阳能和其它能量混合驱动的汽车。

复合能源汽车外观与传统汽车相似，只是在车表面加装了部分太阳能吸收装置，比如车顶电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。这种汽车既有汽油发动机，又有电动机，汽油发动机驱动前轮，蓄电池给电动机供电驱动后轮。电动机用于低速行驶。当车速达到某一速度以后，汽油发动机起动，电动机脱离驱动轴，汽车便像普通汽车一样行驶。

由于采用了混合驱动形式，带来了诸多好处。首先，因为有汽油发动机驱动，所以蓄电池不会过放电，蓄电池的容量只要满足一天使用即可，与全用蓄电池的车相比，其容量可减少一半，也减轻了车重；其次，城市中大多数车辆都处在低速行驶状态下，采用电机驱动可最大可能的降低城市局部污染。

　　汽车辅助能源

传统的小轿车，功率一般在几十千瓦左右，而太阳辐射功率至多1kW/m2，目前的光电转换效率小于30%。因此全部用太阳能驱动传统的轿车，需要几十平方米的接收面积，显然难以达到。但在传统汽车上可以用太阳能作为辅助动力，以减少常规燃料的消耗，而且现代汽车的电器化程度曰益提高，各辅助设备的耗电量也因此急剧增加。这方面的应用主要有以下几种形式：

（1）太阳能用作汽车蓄电池的辅助充电能源

在轿车上加装太阳电池后，可在车辆停止使用时，继续为电池充电，从而避免电池过度放电，节约能源。日本应庆大学设计了一款叫做Luciole（萤火虫）的概念车，它的颜色像萤火虫。这款车曾在北京展览过，车顶上贴有近一平方米的转换效率较高的光伏板，作用是辅助给12伏的电池充电，当12伏电池充满后，12伏电池又会给主电池充电。电池充满电时，这辆概念车能行驶800公里。

（2）用于驱动风扇和汽车空调等系统

汽车在阳光下停泊，由于车内空气不流通，使得车体成了收集太阳能的温室，造成车内温度升高，使车内释放大量的有害物质，从而使车内空气品质变糟。若加装太阳能装置，比如加装太阳能风扇等，则可以为车辆在停泊期间无能耗提供新风并降温，保证车辆再次上路时有良好的空气品质。

汽车天窗的玻璃下方设置有太阳能电池，太阳能电池与设置的控制单元输入端相连接，输入端连接车辆空调系统的温度传感器，同时输入端还与蓄电池和点火器相连接。玻璃下方的太阳能电池吸收太阳能，经汽车天窗控制单元可对蓄电池进行充电，保证蓄电池的电能充足，同时延长蓄电池的使用寿命。而太阳能天窗带给消费者的最直接好处是，在夏天高温天气里，汽车在烈日下停车熄火，完全没有能源供给时，能自动调节车内温度。

利用内置在天窗内部的太阳能集电板依靠阳光所产生的电力，经过控制系统来驱动鼓风机，将车厢外的冷空气导入车内，驱除车内热气，达到降温的目的。当驾驶者及乘员再打开车门及坐在座位上，不会感觉热浪袭人、闷热难耐，汽车的空调系统可以在最短时间内将车内温度降至舒适的程度。同时可以改善车内的空气状况，冬天也可以减少车内前挡风玻璃的结霜。根据资料显示，与没有通风降温的车型相比，安装了太阳能天窗的汽车驾驶室内的温度最高降低20℃。利用太阳能供电，节能降温，十分有效地减少了汽车内由热所产生的“孤岛”效应。目前国内销售的车型当中，奔驰E级，奥迪A8、A6L、A4、途锐等部分车型都已配备了太阳能天窗。

　　太阳能汽车的发展历史

早期的太阳能汽车是在墨西哥制成的。这种汽车，外形像一辆三轮摩托车，在车顶上架有一个装太阳能电池的大棚。在阳光照射下，太阳能电池供给汽车电能，使汽车的速度达到每小时40公里，由于这辆汽车每天所获得的电能只能行40分钟，所以它还不能跑远路。

丹麦冒险家、环保倡导者汉斯斯.索斯特洛普，他在1982年设计并建造了世界上第一台太阳能汽车，并命名为“安静的到达者”号。

1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海的勤政殿，向中央领导报喜。这也表明了我国在研制新型汽车方面已达到世界先进水平。

现在世界上很多国家都在研制太阳能汽车，并进行交流和比赛。1987年11月，在澳大利亚举行了一次世界太阳能汽车拉力大赛。有7个国家的25辆太阳能汽车参加了比赛。赛程全长3200公里，几乎纵贯整个澳大利亚国土。在这次大赛中，美国“圣雷易莎”号太阳能赛车以44小时54分的成绩跑完全程，夺得了冠军。

“圣雷易莎”号太阳能赛车，虽然使用的是普通的硅太阳能电池，但它的设计独特新颖，采用了像飞机一样的外形，可以利用行驶时机翼产生的升力来抵消车身的重量，而且安装了最新研制成功的超导磁性材料制成的电机，因此使这辆赛车在大赛中创造了时速100公里的最高纪录。

太阳能汽车不仅节省能源，消除了燃料废气的污染，而且即使在高速行驶时噪音也很小。因此，太阳能汽车已引起人们的极大兴趣，并将在今后得到迅速的发展。

近期有哪些太阳能汽车的新消息？

福特公司在2014年初举办的拉斯维加斯消费电子展(CES2014)上展出了新款C-Max太阳能混合动力概念车。作为一款插电式混动车，C-Max的特点是可以在停车时接受太阳的照耀并为之充电。佐治亚理工学院、以及加州太阳能公司SunPower，也参与了该项目的合作。其在C-Max相对紧凑的车顶上，采用了了以菲涅尔透镜(Fresnellenses)来聚集太阳光线的技术。

此外，该系统还能追随太阳从东至西的运动方向来收集阳光，因此当你将车停在太阳底下的时候，其整体收集时间将相当于插电充了4个小时。当然了，太阳能辅助的最佳时间就是在晴好的日子。当然，在天气不那么晴朗的日子里，用户也可以使用插座来充电。

福特表示，纯电动模式下，该车能够行驶33.8公里，如果在油电混合驱动模式下，其行驶里程可以达到997.8公里。此前，福特制造商已经推出了一款商用版本的C-Max，名叫Energi。福特表示，该公司将于CES展会后，开始测试该车在现实情况下的表现，然后才会决定是否推向市场。不过考虑到福特早已在为电动版福克斯着手准备太阳能充电套件，看来这个新款太阳能概念车和我们的距离已经并不遥远了。

　　喷涂式太阳能电池：汽车可边晒太阳边前进

让任何物体的表面都能够吸收太阳能是所有科学家们的梦想，虽然在几年前已经取得了一些进展，但是由于效率问题只能得到百分之一的能量，始终没有任何实质性的进步。

不过最近来自英国谢菲尔德大学的一个研究小组开发出了具有附着特性并且价格更低的喷涂材料，有望成功的解决这一难度。这种喷涂材料里包含了钙钛矿及氧化钙钛矿物质，要比传统的有机太阳能电池成本更低，但是吸收光线的效率却几乎与硅不相上下。与传统太阳能电池材料不同，新材料并不需要电场来产生电流，这将减少所需材料的数量，产生的电压也更高，从而能增加能量产出。而且，新材料也能很好地对可见光做出反应，这对太阳能电池来说意义重大。

目前该项研究并未完全取得成功，还处于实验室测试阶段。而这种喷涂涂料对太阳光的吸收效率可以达到11%至19%，属于钙钛矿物质吸收能量的理想水平。虽然目前该项研究还处于早期测试阶段，但是科学家们相信一旦技术成熟，首先受益最大的领域就是汽车制造业。未来如果在汽车或任何物体上喷涂这种太阳能涂料，那么就可以一边吸收太阳能一边转化成动力前进，既摆脱了使用汽油的不环保，又可以避免老式电动汽车或太阳能汽车电量不足而无法继续前进的尴尬。

　　太阳能和电动车的结合

电动汽车最大的优点之一就是，如果有一个太阳能电池板或风力发电装置就可以利用自然免费充电。而菲亚特日前在圣迭戈(San Diego)停车场建设的太阳能充电站就可以做到这一点。菲亚特的太阳能充电站建成后，菲亚特500e驾驶者可以实现免费充电，而不需要再借助电网。

此外，该充电站绿色环保，科斯塔梅萨菲亚特总裁和首席执行官JavierSoriano表示，“这些太阳能充电站为无碳设计的，全部采用太阳能，非常环保。而且圣迭戈又是个阳光充足的地方。”EnvisionSolar推出的EVARC太阳能电动车充电站是电动汽车的自主可再生充电器。安装于一个停车位内，并且可以通过卡车从一个地方移动到另一个地方使用。

该充电站可同一时间为两辆车充电。EVARC在太阳下每天发电量为16千瓦时，存储在车载电池中。菲亚特还在EVARC上运用户外数字广告屏幕，让用户及时了解该公司信息。制造商打了广告，用户能够免费充电，达到双赢。