太阳能光伏板转换成220伏后，能不能给电动汽车充电？为什么一些电动汽车不装太阳能板

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本文目录

• 太阳能光伏板转换成220伏后，能不能给电动汽车充电
• 为什么一些电动汽车不装太阳能板
• 未来新能源汽车有没有可能实现太阳能充电
• 荷兰公司发布太阳能电动汽车，免充电的汽车是未来还是噱头
• 太阳能电动汽车能实现吗

太阳能光伏板转换成220伏后，能不能给电动汽车充电

太阳能汽车充电系统_早已小范围普及

随着电动汽车保有量的提升，如何充电可以提升便利性并降低成本成为了行业技术突破的方向。然而目前仍没有理想的解决方案，只有针对营运车辆的低效率「光伏发电」，比如公交车普遍使用的太阳能电池板。对于普通小微型载客汽车而言，目前的研发方向还是提升动力电池组的充电效率，争取一步步的缩短充电时间，为什么这些小车不使用光伏发电呢？

理想&现实

• 太阳能发电的转化率非常低，低至20%左右！

高效率的「单晶硅太阳能电池板」的转化率普遍在15%~20%区间，据了解航天级的电池板也只有接近25%的标准。而汽车使用的柔性电池板效率很低，能达到12%~15%区间就算不错了。这一比值基本就是每平方米的发电功率，比如大型车辆使用的“硬板”能达到【1㎡/200w】左右，意义有多大呢？

参考普通的「12米客车」，其车顶面积可以达到24平方米左右，去掉换气窗的空间也能够安装接近20平方米的电池板。按照这一标准以及六小时左右的平均光照周期，一天通过电池板可以节省约80度电；虽然这对于商用车电池组而言仍然占比很低，但却能实实在在的降低商用电的高成本开支，所以公交车往往会使用这种技术控制运营成本。

代步汽车的尴尬

普通家用汽车的车型定义为「小微型载客汽车」，其尺寸标准被限定为≤6米长，平均标准约为4700*1800*1600mm。在小小的车身上又要按照各种规则进行设计与材料应用，比如碰撞保护区域要用高强度钢材、不宜使用会产生二次伤害的覆盖件材料或结构，这就决定了太阳电池板几乎没有安装空间了。

汽车车顶面积充其量有1~2平方米，部分车辆还会有普通天窗与全景天窗。所以能够安装电池板的面积就小的可怜了，至于车身覆盖件自然是不宜用电池板替代的；因为电池板既不美观也无法保证碰撞中不会造成二次伤害，所以除了概念车以外的乘用车型都不选择这种技术。那么家用车就不用考虑降低成本了吗？答案是真的不用。

• 专用充电桩_电价极低

持车辆登记证书与相关材料可申办专用充电电表，部分区域的夜间充电电价仅仅为“0.3元＋/1度”。续航里程有600公里的纯电动汽车，其电池组容量也不过70/80kwh；按照高标准计算充满电的成本只是20多元，每公里的开支只是几分钱而已。「商品电」的价格已经如此之低，利用高成本的电池板发电似乎用到汽车报废都找不回成本。

总结：柔性太阳能电池的效率低且价格高，乘用汽车没有必要选择。商用车型可以用高效率的普通电池板节省充电成本，其次则是燃油动力的房车出于解决驻车供电才会选择光伏发电。这种清洁发电方式只适合大面积作业，比如在沙漠丘陵或光照条件好的平原地区才有普及的价值；未来也许会有太空级“纯太阳能高效发电站”，不过目前还是科学幻想，因为电缆问题解决不了，供参考。

：天和Auto

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为什么一些电动汽车不装太阳能板

电动汽车不需要太阳能板

太阳能电池板的发电效率与电动汽车的电耗完全不成正比，非常优秀的太阳能电池板的发电功率也仅仅是200w/㎡左右，这还得是在光照条件非常理想的前提下。普通代步车汽车的尺寸在4700*1850*1700左右，去掉车头和尾箱的面积后，可以用来安装太阳能电池板的面积普遍不足2平方米。

假设光照条件非常理想且以2平方米作为标准，一小时的发电量为400w。而汽车以60km/h的低电耗车速巡航，一小时的耗电量也在15kwh左右，是太阳能电池板的一小时发电量的37.5倍，换个角度则为电池板一小时的发电量只够低速等速巡航行驶不足两分钟。至于尺寸足够大的车辆比如轻客，其车顶面积是可以安装接近8平方米的光伏板，但是车身大电耗也会很高，发电量和耗电量同步增长也只能维持短短的续航。

其次发电量能达到1㎡约200w左右的太阳能电池板价格不菲，高价按照太阳能板至少对于家用车而言毫无意义。因为新能源汽车可以持购车证明到电力部门办理专用电表，这种电表是不计阶梯电价的，也就是说夜间充电不论充多少都是3毛一度，白天也只是6毛一度。

• 假设太阳能电池板总成的价格为4000元，这些成本足够电动汽车在夜间充电13300余度，百公里平均电耗按照20kwh计算，这些电足够汽车行驶66500公里左右。而太阳能电池板还需要维护保养，实际成本只会更高，所以家用电动汽车利用光伏补电都是不划算的。

• 目前使用太阳能板补充电量的车型多为大型公交车，这些车的车顶面积超过20平方米，发电量足够大。而且公交车使用的商业用电，充电的成本远高于家用车，所以这些车使用太阳能板补电不仅能起到节能减排的作用，同时也能合理的控制营运成本。

简单总结：太阳能发电不能直接驱动汽车，作为电量补充也只适合大面积作业。对于家庭用车而言，太阳能板目前只适合房车作为驻车用电的取电方式之一，然而发电效率过低仍需要其他方式配合，比如小型风电机或驻车燃油发电机，供参考。

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未来新能源汽车有没有可能实现太阳能充电

未来汽车是否能实现「太阳能充电」取决于材料学是否有突破

内容概述：

1. 光电转换效率
2. 光伏与汽车的关系

如果说有一种能源是绝对无限且清洁的，这种能源必定是“太阳能”；因为所有横向都和我们的太阳一样发光发热，宇宙中仅银河系就有2000-6000亿颗恒星，而宇宙中又有1000~2000亿个银河系体量的星系，所以太阳能理论上就是无限的。

而且太阳能可以用于发电，电能可以成为各类型交通工具的能源；比如汽车、火车、船舶、生产制造机器等等，所以关于太阳能汽车的讨论和探索始终没有停歇，只是目前仍旧只有澳洲进行过太阳能汽车的赛事，量产车还没有单独依靠太阳能充电的选项。原因主要是太阳能发电的效率过低，这些太阳能赛车都是使用高标准（成本）轻量化材料，且动力水平非常一般的特殊车辆，不具备代步汽车的普及能力，参考下图组。

这是太阳能汽车的外形特点，感觉就像是UFO……其主要特点是满车都是太阳能电池板（简称PV），为了发电效率已经不考虑车辆的外观设计和实用性；但这也是无奈之举，因为目前使用的单晶硅、二代多晶硅太阳能板的效率最高不过20%左右，到第三代的薄膜太阳能电池才略有提升，但极限似乎还是27%。最高标准是多层涂层的电池板，效率可以接近45%；然而超高的成本决定了只能用于航天领域，比如天和空间站使用的也许就有这个标准。

可以说以目前的材料学技术很难再有突破了，在汽车制造的成本方面可以接受的薄膜PV板，效率其实只能达到20%左右，为什么光伏发电的效率这么低呢？这就要了解一下阳光的频率和能带隙的关系了。

太阳光能呈现出很多颜色，这是一般对光的理解；深入一些的微观层面的光线是不同的频率，光携带着“光子”，不同颜色（频率）的差异是因为不同的光线携带不同的光子；光之所以能够发电也是因为光子能量的存在，然而不是所有频率的光线都可以发电，至少以目前的材料标准而言是这样的。

想要了解发电效率的障碍需要简单了解一下「能带理论」。固体是由原子组成，原子包括原子实和外层电子，看似稳定地固体中的原子实和电子都是在持续运动状态中的；能带的概念则是固体中超大量的原子聚积在一起时，原子之间的间隙太小，外层的电子就会“交织”接触，于是就会出现原子上的电子不再固定属于某一个原子，而是出现换姿移动到相邻原子的壳层上，这是电子的“共享概念”。

【硅】是PV板的材料，每立方厘米的硅有5×1022个原子，原子之间的最短距离为0.235纳米；这就会造成电子的“交织”，并且会产生微小的能量差异，与此对应的能级扩展就是能带。

• 原子最外层的电子为价电子，与价电子能级相对应的能带成为价带。
• 价带以上的能量最低的允许带成为倒带。

能带隙的概念就是导带的最低点和价带的最高点的能量差，带隙越大，那么电子从价带被激发到导带就会越难，说白了就是电导率会越低。

这样的描述对于不太想深入了解光伏发电技术的汽车爱好者而言，多少有些不太像人话；直白的描述可以理解为「太阳能发电就是用光能推动（激发）电子从价带到导带，过程中产生电流」——然而不同频率的光线波长有很大差异，波长越短能量越大；反之波长太大的光线中的光子能量比较低，它的能量能带隙激活电子“移动”所需要的能量，也就是无法释放电子进行“胶质”所以就没法发电了。以晶体硅的能带隙标准为参考，有25%的光线是不能进行光电转化的。

重点：部分光子能量又会比较大，在进行光伏发电的电池板的过程中产生了热能，这部分的能量就不能转化为电能了；损失的比例也有30%左右，那么理论上就只有45%左右的可以进行光电转化，所以航空领域使用的电池板就能达到这个标准。

可是有些材料的电池板对电子流本身的抵抗力比较夸张，这还会造成相当程度的损失；结果是普通电池板只是20%左右，高标准的薄膜太阳能电池板或一些太阳能玻璃才能达到25%左右。这就是太阳能发电的问题所在，目前主要的晶体硅电池板匹配的光谱很有限，发电效率可以说是非常之低的；电池板是按照功率来计算，但也可以按照平方米来判断，大部分20%左右的电池板在有效光照条件下，每小时发电量只是200瓦而已，还能用于汽车吗？

汽车的耗电量和太阳能电池板的发电效率并不匹配！

大致标准：

• 小微型车 ≤10kwh/100km
• 紧凑级车 10-20kwh/100km
• 中大型车 10-30kwh/100km

（1kwh≈1L oil，折算之后仍旧很节能）

一辆车的覆盖件面积能有多大？去掉车窗之后也就只有几平方米，而且不是所有位置都能覆盖柔性太阳能电池板，因为会让车身看起来很怪异；所以充其量可以安装2㎡左右，那么即便按照高效率的25%计算，每小时的发电量也只是500瓦——0.5kwh。汽车哪怕是以低速蠕行并定速巡航，这是耗电量最低的状态，电耗也总会在7-8kwh区间，这是发电量的14-16倍，很显然太阳能还无法满足车辆的正常续航。

那么如果太阳能电池板的效率足够高，出现一种能反应所有光谱的材料，效率可以达到90%，这又能满足车辆续航吗？显然差距还是很大的，车体覆盖件的面积决定了意义不大。即便作为充电使用也很有限，按照车辆可以达到5㎡计算，发电量能达到每小时4.5kwh，平均光照时长按照7小时计算，每天可发电31.5kwh；这对于节能减排还是很有些作用的，然而对于车辆本身而言就不太合理了。

因为过长时间的光照会造成车辆漆面结构、内饰塑料与橡胶件、皮革覆盖件等零部件的加速老化，后期维护和换件的成本是挺高的；同时PV板的成本投入也比较高，最终则是购车成本和车辆潜在维护成本都变高了。那么每天发电20~30kwh还有意义吗？重点是大部分家用汽车一天消耗不了这么多的电，充满之后就“闲置”了，这就显得更没有意义了吧。

结语：太阳能发电是推动新能源汽车增长的重要因素之一，反之新能源汽车的动力电池的梯次利用，扩充清洁发电的储能电站的容量，这也是推动清洁电能增长的驱动力；但是汽车本身并不适合成为“发电终端”，这种技术更适合大面积作业以减少传统火力发电的排放，汽车作为终端只需要从电网获取清洁电能即可，这样反而能提高电池板的利用率。

至于发电效率何时能有真正的突破还无法预测，因为材料学暂时没有突破，只有找到成本足够低且反应光谱范围足够大的材料出现，太阳能发电才会成为核心。

：天和Auto-汽车科学岛

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荷兰公司发布太阳能电动汽车，免充电的汽车是未来还是噱头

电动汽车免充电是不可能实现的，太阳能汽车只是噱头

电动汽车能不能不充电，通过太阳能电池板覆盖于车身，实现“边走边充”和零成本充电？

不少新手司机都有过这样的想法， 然而都不现实。

原因有两个：

1. 电池不能边放边充
2. 太阳电池板效率太低

一遍开、一边充电，这是一个看似不错的模式，似乎增程汽车也被这样理解；不过这也是个错误的解读，因为动力电池不能一边放电一边充电，因为所谓的充电或放电都是化学反应，反应不可能同时进行。参考下图，这是充放电的概念。

充放电是锂离子在正负极之间的脱嵌和嵌入，无法同时进行，增程式电动汽车平时就是电动汽车，依靠充电通勤；在油电混合模式里启动发动机，发动机只用来带动发电机运转，过程中发出的电直接输入到电动机绕组进行驱动，同时还可以给动力电池组充电，此时的电池组是不放电的。

那么太阳能汽车就得实现脱离动力电池组，或者一边驱动一边给电池组充电，这是不可能做到的。

太阳能电池板的光电转化效率非常低，说白了就是发电效率很低；普通的单晶硅或多晶硅电池板，近期经常讲到的钙钛太阳能电池板，其效率会低到什么程度呢？安装太阳能电池板是按照功率为单位计算的，不过这个概念在汽车上可能不好理解，那么咱们就以“平方米”为单位来计算吧。

不错的太阳能电池板每平方米的功率大约为200W（瓦），也就是0.2kw，可以理解为在向阳的时候每小时可以发电0.2度！注意重点，是每小时发电0.2度哦。

普通的电动中型轿车百公里耗电量大约为15kwh，一百公里耗电15度，一平方米的电池每小时发电0.2度；那么想要满足这台中型电动轿车的高速巡航耗电量，车辆就得安装大约75平方米的电池板……这是什么概念呢？一般的小户型住房都没有75平方米，车顶的那点面积也就是一两平方米，车长超过10米、车宽达到2.5米的客车，车顶可利用的面积都不见得能有20平方米。

所以，用太阳能电池板驱动汽车显然不现实，而且成本也不能接受，太阳能8电池板是相当贵的，太阳能电池板的价格一般为8~10元一瓦，一千瓦就要上万元，75千瓦的成本……还能接受吗？

光伏发电只适合大面积作业，普通汽车只需要用这些清洁电能即可；电动汽车的续航里程需要以降低动力电池的成本为突破扣，现在的突破口是磷酸铁锂电池，技术方向不能搞错了。

：天和Auto-汽车科学岛

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太阳能电动汽车能实现吗

太阳能汽车更多是概念，太阳能转换为电能的转化率太低，实验室转化率约23%，规模生产的电池转化率约15%。

虽然如此，但是未来在技术更加成熟以后，太阳能汽车有可能以以下两种形式存在：

目的为增加续航能力的太阳能汽车

如果能跑500公里的电动车，增加太阳能充电，如果能够增加10%的续航的话，还是有一定意义的，比如运输或特殊领域上。

但是家用车估计难以实现，因为家庭车太阳能化的前提是需要保持汽车外形美观，成本也不能上升太多，否则基本就失去了可行性。

太阳能路面 支持的汽车

过去看到过一篇文章，有公司尝试利用路面铺设太阳能设施，再通过技术手段在行车过程中充电。虽然这个还是概念阶段，但是也不妨畅想，物流领域开辟专用“高速“，“特种太阳能车“专门行进在上面，路面转化太阳能，汽车边走边充电。

咳咳，回到现实，目前不用想，不靠谱，只是概念。