太阳能技术在汽车新能源领域的应用
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作者:吴春凤
摘 要：现代科学技术日新月异。随着人类社会的飞速发展，人们在满足精神享受的同时，对物质生活的需求也在同步提高，不断刷新的私家车数量在很大程度上使得全球汽车的保有量得到了快速增长。伴随着这一时代背景，传统私家车对全球的能源供应提出了新的课题。传统汽车绝大部分是以石油作为主要能源。石油作为主要能源，一方面污染环境，另一方面也使不可再生资源面临更大的资源危机，我们都知道石油、天然气是一种不可再生资源。因此我们必须采取有效措施，不断加强对可再生能源的研究。这些对今后的能源发展具有重要的意义，这也是当今世界范围内重要的议题。
关键词：太阳能;危机;再生能源
一、绪论
汽车工业的发展给人们的日常生活带来质变的同时，也给地球带来了另外一个严重的问题，那就是环境污染。环境污染问题在汽车刚诞生时，并没有引起人们的关注。直到全球气候不断变暖，南极冰川的面积不断变小，世界各地的极端天气变得更加频繁时，才开始引起了全世界的广泛关注。减少由于二氧化碳排放过量造成的温室效应，保护环境，促进人类社会的可持续发展，共建人类命运共同体，就成为了摆在我们面前的一个急需解决的问题。而使用清洁可再生能源能够帮助我们解决这一问题。如今汽车领域最火的词就是“新能源”汽车，但是目前的这些新能源汽车都还只是油电混合或者纯电动车，需要频繁充电以保证能量供给，而且并没有做到真正的环保。2019年9月20日，国家能源局发展规划司司长李福龙表示，目前正在研究“十四五”能源发展规划，将继续壮大清洁能源发展。所谓清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和“可再生能源”，如水能、风能、太阳能、潮汐能等。在这种情况下，太阳能汽车便再次成为了人们视线的焦点。发展作为多种清洁的能源之一的太阳能技术，可以作为促进汽车工业能源发展的有效措施，也是扩大汽车发展的有效措施。
二、太阳能应用的优点
早在20世纪，人们就开始了对太阳能的研究。然而由于当时科技水平的限制，太阳能技术并没有能够应用到汽车领域。由于全球能源危机的不断加重，人类急需找到能够替代石油的清洁能源，太阳能作为清洁能源进入汽车领域的应用研究摆到了汽车行业技术人员的面前，在进行了一系列的研究试验后，太阳能技术在汽车能源的应用上终于取得了长足的进步。将太阳能技术应用到汽车领域作为新能源驱动汽车，其有着诸多优势，不但能够节约资源，保护环境，而且太阳能是一种清洁能源，将太阳能应用到汽车领域，对当前的科技发展是具有非常重大的意义的。
正如我们了解的那样，太阳能汽车可以在晴天吸收太阳能，然后将太阳能转变为电能储存起来，所储存的电能可以供汽车作为能源驱动汽车运行。这种将太阳能转变为电能的能量转换方式使资源可以持续利用，而且没有汽车尾气的排放，绿色环保。相比之下，太阳能汽车还有操作方便、快捷的特点，这也极大的拓展了太阳能汽车的应用。
三、太阳能在汽车领域的应用
（一）太阳能作为汽车的驱动能源
太阳能汽车，顾名思义是以太阳能作为驱动能源的汽车，它具有目前汽车中最高的环保性和可再生性，因此被各国所推崇。以太阳能作为清洁能源汽车首要驱动力来驱动汽车，与传统的汽车内燃发动机以燃油或燃气作为燃料产生动力相比，太阳能汽车有着内燃发动机不可替代的优点：这种汽车不需要发动机，它主要由电池板储电器和电机组成。通过车体表面的太阳能装置收集太阳能，并将太阳能转化为电能储存起来，再把储存的电能通过驱动电机来实现汽车的行驶，通过电能消耗的多少来进行控制汽车运行速度，驾驶员只需踩踏加速踏板便可启动，利用控制器使车速变化。不需换挡、踩离合器，简化了驾驶的复杂性，轻松便捷。而且因为太阳能汽车内无需内燃机，所以在驾驶时不会产生噪音和尾气，这也对车辆密度越来越高，噪音越来越大的城市提供了一个新方向。目前太阳能汽车的最高时速可达到100km/h，而在阴雨或夜间的最大单次续航距离为100km，配合蓄电池距离可达到单次续航距离150km以上，可满足很多驾乘者对代步车的要求，这表明太阳能汽车在当前的应用是非常值得关注的。
由于目前的科技水平所限，所以太阳能汽车在应用方面还存在一定的局限性，在阴雨天时其使用就存在着短板，续航能力急待提高。由此一种名义上的太阳能汽车应运而生，这种汽车与传统的太阳能汽车并不相同，车上并没有安装相应的电池板。它主要是以蓄电池的形式对汽车实行驅动，因为其外形与太阳能汽车非常相似，所以人们也将这种汽车近似地认为太阳能汽车，这种名义太阳能汽车需要到专门的充电站进行充电，给用户带来了很大的不便。
（二）将太阳能作为汽车的辅助能源
从当前技术来看，地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。按照当前的技术手段，太阳能的转化效率为30%左右。因此如果想要大面积利用太阳能，来实现汽车的驱动，按照其转化效率来算，至少需要几十平米的接收面积，来实现太阳能的接收转化才能达到传统燃油内燃机那样的功率。但就目前的经济条件和技术水平来说，是不现实的。即便是能够实现，造价也非常昂贵，不利于太阳能的普及，也不利于太阳能汽车的普及。
但是我们可以将太阳能作为传统内燃机汽车的辅助动力，这样可以适当减少石油、天然气等不可再生资源的消耗。利用电池板进行接收和储存太阳能，为汽车提供电量，从而达到节约能源，保护环境的目的。
（三）利用太阳能驱动汽车的鼓风机、空调等系统
如果汽车在阳光下停泊时间比较长时，由于车内类似于密闭的空间，长时间的暴晒会使得车内温度升高，容易导致车内有害物质大量增加，使车内空气质量受到破坏。特别是处于夏季高温的天气当汽车停车熄火时，如果在车里安装了太阳能电池板装置吸收太阳能，将太阳能转化为电力，进而控制系统来驱动鼓风机，启动汽车内部的中央空调实现汽车内部的温度调控，使汽车的温度实现整体的降低，达到降温的目的，同时也可以有效改善汽车熄火时汽车内部的空气环境，提高乘员的舒适感。如果是一般的汽车，在熄火状态下，鼓风机就要由蓄电池来供电。那样会大量消耗蓄电池的电量，严重时会导致汽车无法起动。
笔者根据大量的资料观察发现，与没有安装太阳能控制的通风降温装置的传统汽车相比较，在车内安装了太阳能控制装置的汽车，其车内温度降低最高的达到了20℃。利用太阳能进行电量的调控，控制实现汽车内整体的降温。既解决了汽车内的蓄电池电量供应问题，也解决了汽车因热而所产生的热岛效应。
（四）混合驱动的太阳能汽车
目前太阳能汽车没有得到广泛的推广，究其原因主要是因为太阳能存在以下的不足：太阳能造价高，技术还不够成熟，太阳能转换效率还不够高，速度慢，体积庞大，进入实用阶段还有很多技术攻关等。再者，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。在太阳能收集的相关技术上，还没有取得非常高的突破。这些因素导致的太阳能并不能在现阶段汽车上面有更大的作为，阻碍了太阳能汽车的发展。如果能在这些缺点方面进行改进，太阳能汽车将会有更广泛的应用。
基于以上原因，太阳能汽车研究者采用一种比较折中的方式，即利用太阳能与电能或者传统燃油进行组合的方式实现混合动力驱动。这种混合驱动方式在表面上看起来和传统太阳能汽车并没有较大区别：从表面上来看，这两种汽车都在车体表面安装了光伏电池板，与传统汽车相比，这种车辆相比传统汽车多了车顶的光伏电池板。目前主流的设计为，以光伏板吸收太阳能并将其转化为电能，燃油发动机驱动前轮，电动机供电驱动后轮。太阳能负责低速状态，燃油发动机负责高速状态。这种混合驱动模式的汽车能够有效解决当电能不足使彻底无法驱动的问题。其次，这种混合式驱动方式的汽车能够有效的改善城市的环境问题，降低城市污染，减少污染气体的排放。当前的城市不断发展化，工业化水平不断提高，人们对健康问题越来越重视。如何减少污染气体的排放是当前汽车工作者最主要的问题，这种方式的汽车能够有效解决这种问题，这对构建绿色中国是具有相当重要意义的。
四、结语
综上所述，在科学技术不断发展进步、日新月异的今天，人们对于物质方面的热衷给予了汽车较为广泛的发展空间。太阳能汽车在新能源领域中的应用将会越来越广泛，太阳能汽车在新能源领域中的应用，在给我们带来方便的同时，有效地保护了环境，减少了温室气体排放，这是符合当代发展要求的。当今的发展是绿色的发展，要以保护环境为主，不断推动发展，因此我们要以保护环境为目的，采取有效措施，不断推进太阳能在新能源汽车领域中的应用。
当然，对于太阳能汽车的研究并不是一个简单的道路。需要广大的太阳能研究者爱好者不断投入其中，不断进行探索，不断进行实践，不断进行创新，不断进行发展，不断培养新能源领域的人才。只有这样我们才能更好地将新能源技术得到应用，也能够将太阳能技术应用的更好，不断推动汽车新能源领域的发展，研发出更好的产品。随着太阳能研究的深入，相信未来的太阳能汽车一定可以获得更高的移动速度和续航能力，并成为汽车的主流，使我们的生活更加环保。
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作者简介：吴春凤（1976-），女，汉族，广西桂平人，本科，二级实习指导教师，研究方向：汽车运用。
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