太阳能汽车技术最新进展!

太阳能已成为能源领域的重要角色。事实上，太阳能是增长最快的可再生能源，目前占2022年全球发电量的4.5%。

最普遍的太阳能技术是太阳能光伏(PV)电池，也就是通常所说的太阳能组件。光伏电池由半导体材料组成，可吸收入射光子并接收相互作用产生的电子。

由于单个光伏电池在这一过程中产生的电量微乎其微，因此光伏组件通常会连接数百个这样的电池，光伏阵列则由连接光伏组件的网络组成。如图1所示，数以百计的光伏组件排列成网格状并朝向太阳，这种阵列被称为太阳能电站。

随着气候变化危机继续威胁全球，许多国家都在争分夺秒，想方设法减轻危机影响。化石燃料和其他破坏生态的燃料正被逐步淘汰，取而代之的是可再生替代品。因此，太阳能自然而然地引起了公众的关注。随着越来越多的太阳能组件的出现，研究人员进一步思考了太阳能可以拦截的其他市场。

运输业不可避免地成为焦点。汽车是现代社会不可替代的一部分，但却严重依赖化石燃料。目前，汽车行业正在经历一场革命，向电气化方向发展;这一转变的一部分就是将重点放在可再生能源上。值得注意的是，太阳能汽车已成为一条值得探索的道路。太阳能汽车并非全新事物;有史以来第一辆太阳能汽车是在1955年由12个光伏电池和一个轻木底座制成的。

当然，这辆名为Sunmobile的汽车只是一辆手持模型车。然而，从那时起，真正的公路汽车已经出现，从1976年第一辆上街行驶的汽车，到目前正在开发的一系列未来主义车型，不一而足。概念很简单，汽车中的集成太阳能电池利用太阳光发电，并将电能储存在电池中，为汽车的其他部分供电。

然而，仍有许多需要改进的地方，即太阳能组件和车辆的经济性和效率。此外，还必须考虑到太阳能组件增加的重量，要么减少重量，要么绕过这个问题。过去五年来，太阳能领域出现了无数创新，其中许多直接或间接促进了太阳能汽车的发展。

由于体积庞大，汽车所能收集的能量有限，这可能是太阳能汽车面临的最大挑战。出于安全和耐用性考虑，太阳能组件只能安装在最大面积为4平方米的汽车顶部。在理想情况下(晴朗的天空、赤道、晴朗阳光下的静止车辆)，汽车顶部表面的太阳能辐照总量为每天34kWh。

然而，现代光伏电池的效率仅为20%，因此每天约为7kWh。对于现代电动汽车(如日产聆风)来说，这么多的电量可以提供25英里的续航里程。虽然续航里程很短，但对于大多数驾驶者来说已经足够。遗憾的是，太阳辐照度会因季节和纬度的不同而大大降低。例如，一辆冬季行驶在纽约的汽车在晴天的续航里程只有4英里，在阴天的续航里程可能不到1英里。因此，车辆及其动力系统必须具有令人难以置信的效率，才能最大限度地利用这些能源。

本文列举了其中几项进展，包括太阳能技术和动力系统组件方面的进展，这些进展将支持太阳能汽车的整体可行性。事实上，要使太阳能汽车切实可行，就必须提高太阳能组件的效率和成本，同时必须优化动力系统部件，使其适合使用太阳能。

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