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有了這個 電動車就不怕充電焦慮了?但事實我們還得等下!

最近一款“名不見經傳”的新車吸引了全球的關注,那就是來自荷蘭造車新勢力Lightyear的——Lightyear 0。

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這款新車之所以這麼火,主要是因為它是目前最接近量產的太陽能汽車。

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根據已知的資料,Lightyear 0與該公司的首款概念車Lightyear One有著非常密切的關係,在外觀設計部分採用了與賓士Vision EQXX相似的長尾水滴車身造型,風阻係數低至0。19Cd,只要沒有別的廠商在今年搶先發布更厲害的產品,那麼它就將成為世界上風阻係數最低的量產車。

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另外作為一款純電驅動車型,Lightyear 0可以依靠容量達60kWh的電池包提供WLTP工況下625km的續航里程。

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由於車身覆蓋件採用再生碳等環保輕量材質製造,它在減重方面的表現也頗值得關注,整車重量僅1575kg,幾乎稱得上是純電動高階轎車中的路特斯了。

但Lightyear 0最受關注的不是風阻、車重和續航,而是覆蓋車輛前蓋、車頂和尾部風擋玻璃的大面積太陽能電池板。

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這套尺寸達到5平方米的太陽能電池板將會為Lightyear 0提供充沛的電量,在停車甚至行駛時為車輛持續供電。

看到這樣的訊息,很多朋友都表示相當興奮,因為電動車充電難的問題得到解決了!

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但是,問題真“解決”了嗎?

其實根據教授的瞭解,太陽能電池雖然可以為電動車持續補充電能,但要想以此技術實現“充電自由”恐怕還不太現實。

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至於箇中緣由,就要從太陽能發電這種技術開始說起了。

要談到用太陽能發電“解決”電動車充電難的問題,首先要看功率。

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只有在太陽能電池板能夠穩定提供高功率電流的前提下,它們才能在使用的過程中真正做到讓電動汽車擺脫充電樁。

那麼Lightyear 0的太陽能電池能夠提供怎樣的充電效能呢?

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根據車廠公佈的資料,Lightyear 0的最大太陽能充電速度為每小時補充10km續航,換算成充電功率大約是1。05kW,比一般的家用慢充還要更慢~

換言之,要想靠太陽能將這組60kWh的動力電池充滿,你需要合共57。14個小時的日照,哪怕是按照條件最佳的春秋季節晝夜平分計算,也得需要花費5天的時間。

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效率低正是太陽能電池在汽車應用方面首先需要面對的問題。

太陽能電池的發電效率與它採用的材料密切相關,因為它主要是透過半導體的光電效應將太陽光照射在太陽能板上時半導體之間形成的電勢差產生電流。而電池板中採用的半導體材料不同,它們能將太陽光照射的能量轉化為電流的大小也不同。

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如果用一個簡單一點的術語解釋,那就是轉化率。太陽能電池板的轉化率越高,意味著它生產電能的效率也高,在固定時間內能夠提供的電量也就越多。

目前行業內採用的太陽能電池板普遍採用單晶矽、多晶矽、砷化鎵以及非晶矽薄膜製成,目前對應材質的主流產品分別能夠實現19。8-21%、18-18。5%、23%以及9%的轉化率。

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圖片來自隆基股份官網

而這種低效率的問題並非一時三刻即可解決,在目前我國光伏產業已領先全球,但主流的單晶矽太陽能電池板發電效率也僅是約200W/㎡;除非在技術層面有巨大革命性的突破,或是尋找到碾壓單晶矽、砷化鎵的全新材料,不然這個發電效率很難得到實質性的提升。

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圖片來自隆基股份官網

也正是因為效率低,要想透過曬太陽獲得足夠的電量,就需要儘可能吸收大量的陽光,意味著需要超大面積的太陽能電池板。

就像下圖這麼大面積的太陽能電池板陣列,整個專案容量也只有20。44kW。

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圖片來自隆基股份官網

而Lightyear 0在車體鋪設了面積達5平方米的太陽能電池板,覆蓋了整個車頭蓋、車頂以及後風擋,而帶來的發電功率也才1。05kW。

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如果我們再將目光放到過往各大車廠或科研團隊製造的試驗型太陽能汽車,它們也無一例外地需要將太陽能電池板鋪滿整個車身頂部。

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這樣雖然能儘可能提高發電量,但也意味著你必須犧牲天窗以及後風擋,導致車內採光量不足,對乘坐舒適性來說可不是好事。

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另外,當車身各處都鋪滿了太陽能電池板後,樹上掉落的樹枝、冰雹都可能會對這些電池板構成威脅;至於裝在車頭的電池板,恐怕一次稍微嚴重一些的追尾就可能報銷過半。

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另外,太陽能發電還離不開一個非常關鍵的問題——使用壽命。

根據瞭解,目前市場上主流的單晶矽元件在陽光充足的條件下工作,首50-100天熱效率衰減幅度大約為2-3%,而此後每年衰減率大約為0。5-0。8%。

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圖片來自隆基股份官網

與透過良好的管理系統和使用習慣能夠有效延長使用壽命的動力電池組不同,太陽能電池板在使用過程中的效能衰退是必然的,而衰減的速度僅取決於材料、使用環境、光照強度。

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圖片來自隆基股份官網

像Lightyear 0這樣的太陽能汽車雖可以在新車狀態時提供每天最多70km的清潔續航里程,但目前誰也不能確定它在兩年、三年甚至更長時間之後還能保持這樣的工作效果。

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如此一來,太陽能汽車不僅有著消費者最擔心可能會因效能衰減而需要更換的動力電池,還有數不清的可能需要定期更新以保持效能的太陽能電池板,那維護成本真不是一般人所能承受的。

而且太陽能發電還受制於地理環境和天氣狀態,Lightyear 0宣稱每天70km的續航里程補充以及7個月充一次電的能力是建立在非常完美的天氣條件下的。

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也就是光照強且充足,沒有云層遮擋。這樣的氣象條件,恐怕在除了戈壁沙漠以外的地方,一年中也只有個別季節的個別日子能夠滿足。

要是遇上像廣東最近的那些連續陰雨天氣,那車頂上的太陽能電池板恐怕就派不上什麼用場了。

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除此之外,太陽能發電還受到陽光照射強度和角度的影響。

在一天時間裡,太陽照射角度的變化以及隨著時間變化,日出日落時陽光強度的變化都會對發電效率造成影響。在我們大部分人的真實用車場景下,能夠做到每天補充70km續航的日子真是屈指可數。

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而且要想最大限度地發揮太陽能電池板的作用,使用者還需要將車長期停放在一個全天無遮擋,能夠充分接受陽光輻射的戶外開闊地;這樣的使用條件在高樓林立的城市中也是難以實現的。

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除此之外,製造成本也將成為太陽能汽車需要面對的一個重要問題。

如果單從太陽能電池板的材料看,在光伏發電產業規模如此龐大的今天,大批次生產已經將太陽能電池板的製造成本壓到很低了。

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圖片來自隆基股份官網

以國內最成功的光伏企業隆基股份推出的矽片為例,規格最高的厚度160μm 尺寸為182mmX247mm的P型M10單晶矽片售價僅為人民幣6。86元,折算下來1平方米麵積的矽片採購成本僅約152。6元。

在原料成本得到很好地控制之後,太陽能電池板本身的市場終端售價也隨之下降。目前市面上能買到的民用200W單晶矽太陽能電池板,每平方米售價也只有400元左右,其大批次採購成本預計還會更低。

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圖片來自隆基股份官網

但這僅代表普通民用平板式單元的價格,像Lightyear這樣的太陽能車型需要讓電池板貼合車身,要用到的是特殊的雙曲面太陽能電池板;特殊要求的加入自然意味著對工藝的更高要求,價格也會隨之提升。

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再加上車規級的品質要求以及作為核心技術的逆變器和控制系統,高研發和製造成本體現在了25萬歐元(摺合人民幣約176。53萬)的起售價,直接達到了賓士S級的豪華水準。

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從發電效率、佔用面積大、使用限制多、成本高等幾大特徵看,太陽能電池板似乎真不是現階段電動車解決充電問題的出路。

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但這意味著太陽能汽車就只有噱頭嗎?教授倒是認為未必。

雖說單純依靠太陽能電池板不能支撐得起動力系統所需的大量電力,但透過太陽能發電驅動一些車內用電裝置還是比較可行的。

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在國內市場,Fisker Karma或許是消費者較早接觸到的使用太陽能電池板作為輔助電力來源的車型。

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根據概念車的原始設計,Fisker Karma會在車頂標配太陽能電池板,這組太陽能電池板每天可發電0。5kWh,為車載空調系統提供電能。

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雖然在實際量產之後,太陽能電池板的技術規格大幅縮水,以至於最終變成主要為12V蓄電池充電,但這組電池組也總算派上了一些用場,在車輛長期停放的時候,只要有陽光照射,就不怕電瓶虧電啦!

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而在新近推出的車型中,小鵬P5作為一款售價17。79-24。99萬的純電緊湊型家轎,在提供眾多車內智慧舒適裝備的同時,也為使用者提供了“太陽能車頂”配置。

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位於全景天幕後方的太陽能電池板能夠在光照充足的環境中提供最大60W的發電功率,並以此為車內的螢幕、氛圍燈等低壓電器供電,在停車娛樂時減少動力電池組內電能的使用。

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而豐田在國內推出的最新純電SUV bZ4X,在頂配車型身上也同樣提供高效太陽能充電穹頂作為選配專案。

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豐田bZ4X的太陽能充電穹頂是真正能為車輛動力電池組充電的,不過豐田並未公佈這一套太陽能電池板的具體效能引數,官方介紹選裝此功能之後使用者每年可以透過太陽能發電獲得額外的1800km續航里程。

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雖說分攤下來平均每天也就不到5km的續航里程提升,但在不影響車內開揚感、控制成本以及考慮穩定性等情況下,恐怕太陽能電池板確實只能做到這個程度了。

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而除了廠商給新車準備的原廠自帶太陽能電池板之外,大家也能透過購買第三方產品享受太陽能帶來的便利。

比如說現在市面上就有大量採用太陽能充電技術的胎壓監測套件、空氣清淨機、手機充電器等便利小物件。

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另外喜歡自駕遊和露營的使用者還能買到支援摺疊收納於後備廂內的太陽能電池板,讓汽車生活變得更加有趣,甚至用外接太陽能電池板為一般的車用蓄電池充電。

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教授總結

總的來說,太陽能作為一種清潔能源確實能夠給我們的愛車帶來一些額外的電力,甚至在一定規模的車載太陽能電池板支援下真正提供更多的續航里程。

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但時至今日,這種技術還不能完全撐起一臺電動車的所有電力需求。若想真的依靠太陽能讓電動車變得更方便、更自由,恐怕只能等待技術大突破的那天了。