太陽能車有沒有大規(guī)模推廣的可能？答案是肯定的。因為太陽能車輛已經在輕型低速領域批量交付，也會在所有電動車上變成一個標準配置。但是在此之前，有一些技術和商業(yè)化前提需要滿足，本文試論述。

現(xiàn)實挑戰(zhàn)

說到太陽能汽車，大家可能會想到科幻電影里的自動駕駛的太陽能車，進而聯(lián)想到現(xiàn)實中太陽能車比賽里面那些把駕駛者空間壓縮到極致的扁平車輛。還有一些讀者可能會想起之前一些公司做的外形炫酷的太陽能概念車，一些關注電動車的讀者朋友可能會想起來微信號推送的已經接受預定的太陽能汽車。

筆者作為一名太陽能車輛的創(chuàng)業(yè)者，每每說到太陽能汽車，聽者都用一種關懷的眼神表示“很有意思”，但微笑的表情似乎又暗示他當時想到的是北京二環(huán)那些違章上路的“老頭樂”頂上的大塊晶硅太陽能板。

太陽能汽車是一個“理論上很美”的人類工業(yè)品：在電動車上安裝上太陽能系統(tǒng)，使得車輛能夠隨時給車載的儲能電池充電，從而獲得出行的能源自由。

這一技術目標如果實現(xiàn)，對世界能源格局的影響將是顛覆性的：全球電動車輛即將在3-5年突破1億輛，并以超過10%的速度增長，假如1%的新增量為太陽能車，每臺車一年太陽能的發(fā)電量以600度電計算，一年的發(fā)電量相當于6億度電，不但降低了出行對于電廠的依賴，降低了使用者充電的頻次。

更重要的是，因為太陽能充電“即時”的特點，可以相應降低動力電池的容量，而不影響車輛的行駛里程（舉例，原來裝載10度電的車輛，每日可以行駛100公里，因為太陽能可以隨時發(fā)電充進電池，可以降低裝機容量至8度電，因為太陽能可以即時充電，仍然可以保證每日行駛100公里不需要額外充電）， 這樣，對儲能電池所需要的稀有金屬的依賴也會降低，對社會對環(huán)境對一國的能源安全都大有益處。

都很美好，可以還有一個商業(yè)化的問題：人類為什么要在車上安裝太陽能呢？畢竟現(xiàn)在看來，“不太劃算”。

    實現(xiàn)太陽能車規(guī)模使用的目標主要有兩個挑戰(zhàn)：一是能量密度低，一是能源可靠性。就能量密度而言，假設車頂面積為4平米，太陽能安裝功率在800w，在北京最好每日也就發(fā)電3度電，乘上系統(tǒng)效率，大約也就2.4-2.5度電，進入電池后能夠驅動車輛行駛最多20公里？這已經是很樂觀的預測了。為這20公里，還是需要充電的動作，太陽能就顯得雞肋了。二是能源可靠性，車輛的行駛需要穩(wěn)定的能源，可是太陽能不穩(wěn)定，陰晴圓缺都會讓發(fā)電量發(fā)生浮動，而車輛不可能說雨天就不開了。

如果我們退一步，去做那個當所有都反對時，坐在角落沉思的人——在什么前提條件下，太陽能車不但技術可行，而且能實現(xiàn)商業(yè)化閉環(huán)，從而實現(xiàn)大爆發(fā)呢？

這一大爆發(fā)發(fā)生的理論核心是太陽能電量與度電公里數(shù)的比較：當太陽能的平均日發(fā)電量足夠高，而車身輕量化的發(fā)展使得車輛足夠輕，從而一天太陽能的平均發(fā)電量足以滿足車輛行駛一天的耗電量時，太陽能就會變成一個主要的出行能源供應方式。

還需要哪些條件？

實現(xiàn)這一平衡共有5個前提條件，我把這五個條件縮寫為HOBS-5%：

第一個條件是車輛的度電公里數(shù)（”H”, high in km/kwh)。目前一般一輛乘用車的度電公里數(shù)為12，理論值在8-10，甚至更低，這樣，就對太陽能的發(fā)電量提出很高要求?，F(xiàn)階段的太陽能發(fā)電僅能達到日均1-2度電，這種情況下，一天好幾個小時的發(fā)電還不夠一腳加速的耗電，商業(yè)邏輯不成立。但是，如果隨著車身輕量化，度電公里數(shù)達到20甚至25？太陽能一天的發(fā)電量達到2-3度電，那么這一平衡就成立了。

第二點就是車輛肯定要有長時間接觸陽光的時間（“O”，outdoor exposure)。一般算來，建筑或者地面太陽能都以每日4-5小時來計算發(fā)電量，車輛是否有足夠的時間接觸光照？總體來看，雖然大城市地下車庫更多，從全球來看，大量車輛是有長時間機會處于陽光下的。

第三點是車輛共太陽能鋪裝面積要足夠大(“B”, big space for solar) 。這一點對車型提出了要求，如果一個車體的投影面積比較小，那么太陽能的鋪裝面積就會比較小，從而導致發(fā)電量不佳。從車型的角度來說，車型越方正，頂面越大越利于太陽能的鋪設，也利于發(fā)電。

第四是車輛的使用場景盡可能為短途（“S”, short trip)。車輛的度電公里數(shù)當然與車身直接相關，但是車輛的應用場景，即日均行駛里程直接相關。一般來說，大部分人日均行駛里程不超過40km，如果按照度電公里數(shù)為20來算，即每日耗電量為2度，如果有合適的太陽能鋪設面積，和足夠的觸光時間，那么太陽能車輛是完全可行的。

最后但也是很重要的一點，就是成本(“5%”, 成本占比在車輛總成本的5%以下）。好的技術如果要能商業(yè)化應用，一定要有一個合適的成本占比。經過我們的研究，太陽能系統(tǒng)占整車的成本最好不要超過5%，當然，越低越好。

如果HOBS- 5%這五個條件都滿足時，太陽能系統(tǒng)會是車輛很有效果的能量來源，且不說無感充電給使用者帶來的美好體驗，也不去計算隨時充電可以降低車輛的鋰電池配置容量，單單是太陽能可以提供源源不斷的免費電力，就可以讓它成為一種非常好的車載能源供應方式。

值得注意的是，太陽能車輛符合光伏和車輛兩個行業(yè)的發(fā)展方向：隨著光伏組件的效率不斷提升，車身輕量化的不斷創(chuàng)新，這兩個行業(yè)的交匯一定會在可見的未來出現(xiàn)。這一交匯為人類呈現(xiàn)的就是光能車這一人類工業(yè)品的精華：這會是一種超高度電公里數(shù)的車輛，太陽能是主要的能量來源行駛。隨著兩個行業(yè)在政策利好下的高速發(fā)展，上述這一切會很快發(fā)生。

Возможно ли массовое распространение солнечной машины?  ответ положительный.  Поскольку солнечные транспортные средства уже поставляются в диапазоне малых скоростей, они также становятся стандартной конфигурацией на всех электровозах.  Однако до этого существовали некоторые технические и коммерческие предпосылки, которые необходимо было удовлетворить, о чем говорится в данном примере. 

 реальные проблемы 

 Говоря о солнечных машинах, можно подумать об авто - миниатюрных солнечных машинах в фантастических фильмах, а затем о реальных гонках на солнечных машинах, которые сжимают пространство водителя до экстремальных плоскостей.  Некоторые читатели, возможно, помнят о том, что некоторые компании сделали до того, как они сделали очертания, раскрепощенные концепции солнечных машин, некоторые из тех, кто следит за электрическими двигателями, друзья читателей могут подумать о том, что микросигналы будут посылать те, кто уже принял запланированную солнечную машину. 

 писатель, как предприниматель солнечной машины, каждый раз, когда речь идет о солнечных машинах, слушать людей с заботливым взглядом сказал "очень интересно", но улыбка, как представляется, вновь намекает на то, что он думал тогда о большой части кристаллической кремниевой солнечной пластины на вершине пекинского кольца, который не по Уставу отправился в путь "старик лэ". 

 солнечные автомобили являются "теоретически красивым" промышленным продуктом человека: установка солнечной системы на электровозах позволяет автомобилям легко заряжать аккумуляторные батареи, которые они загружают, и таким образом получить свободу передвижения. 

 если эта технологическая цель будет достигнута, то воздействие на мировую энергетическую структуру будет иметь дестабилизирующий характер: в ближайшие три - пять лет в мире будет насчитываться более 100 миллионов электрических транспортных средств, которые будут увеличиваться более чем на 10 процентов, если 1 процент от общего числа новых солнечных установок, то годовая солнечная энергия на каждом из них будет составлять 600 градусов, что приведет не только к снижению зависимости от энергоносителей, но и к снижению частотности зарядки пользователей. 





 Что еще более важно, так как особенность солнечных батарей ? мгновенно? зарядки позволяет соответственно уменьшать емкость динамических батарей, не затрагивая пробега транспортных средств (например, машина, которая первоначально загружалась 10 - градусным электричеством, может ездить 100 км в день, так как солнечная энергия может в любое время генерировать заряд в электрическом бассейне, а также уменьшает установленную мощность до 8 °с, так как солнечная энергия может быть мгновенно заряжена, а также обеспечивает движение на 100 км в день без дополнительного заряда),  Таким образом, уменьшается также зависимость от редких металлов, необходимых для хранения аккумуляторов, и общество может извлечь большую пользу из окружающей среды для обеспечения энергетической безопасности страны. 

 Все очень хорошо, может быть еще один вопрос коммерциализации: почему люди устанавливают солнечные лучи в машине?  В конце концов, теперь это кажется "не очень выгодно". 

 для достижения цели масштабного использования солнечной энергии перед нами стоят две основные задачи: низкая энергоемкость и энергетическая надежность.  Что касается энергоплотности, то предположим, что площадь крыши 4 кв.м, установленная мощность солнечной энергии в 800w, в пекине лучше всего также вырабатывать 3 градуса в день, чтобы воспользоваться системным эффектом, около 2,4 - 2,5 градуса в день, после того, как батареи могут привести машину на движение до 20 км?  это уже довольно оптимистичный прогноз.  для этих 20 км, еще нужно зарядить движение, солнечная энергия кажется куриной ребро.  Во - вторых, энергетическая надежность, движение транспортных средств требует стабильной энергии, но солнечная неустойчивость, солнечная энергия может колебаться, а автомобили не могут сказать, что дождливые дни не могут быть открыты. 

 если мы отступим на шаг и будем делать то, что задумываются люди, сидящие в углу, когда все против - при каких условиях солнечные машины не только технически возможны, но и коммерчески замкнуты, чтобы достичь большой вспышки? 

 В основе теории, лежащей в основе этой крупной вспышки, лежит сравнение солнечной энергии с количеством километров в градусах: когда среднесуточная выработка солнечной энергии достаточно высока, а развитие легкого количества автомобилей делает транспортные средства достаточно легкими, чтобы средний объем солнечной энергии в день был достаточным для удовлетворения потребления энергии автотранспортом в течение одного дня, солнечная энергия превращается в один из основных видов энергообеспечения. 
 Какие еще условия необходимы? 

 для достижения этого баланса существует пять предварительных условий, которые я сокращен следующим образом: HOBS - 5: 

 Первое условие - количество электрических километров транспортного средства ("H", high in km / kwh).  В настоящее время общее количество электрических километров на одном автомобиле составляет 12, а теоретические значения - 8 - 10 или даже меньше, что обусловливает высокие требования к солнечной энергии.  На данном этапе солнечная энергия достигает лишь 1 - 2 градуса в день, и в этом случае несколько часов в день вырабатывается недостаточно для ускорения потребления электроэнергии, а коммерческая логика отсутствует.  но что, если количество электрических километров с легким измерением кузова достигнет 20 или 25?  такой баланс устанавливается, когда солнечная энергия достигает 2 - 3 градусов в день. 

 Второй момент заключается в том, что автомобили должны иметь длительное время для контакта с солнечным лучом ("о", outdoor exposure).  в целом считается, что в зданиях или на наземных солнечных батареях для расчета выработки электроэнергии используется 4 - 5 часов в день, и достаточно ли времени для того, чтобы автомобиль мог соприкоснуться с светом?  в целом, несмотря на увеличение числа подземных гаражов в крупных городах, в глобальном масштабе большое число транспортных средств имеет возможность долгое время находиться на солнце. 

 Третий момент заключается в том, что общая площадь солнечных панелей для транспортных средств должна быть достаточно большой (B, big space for solar).  в связи с этим возникает необходимость в том, чтобы тип автомобиля был небольшим по площади проекции, что привело бы к тому, что площадь покрытия солнечной энергии была бы меньше, что привело бы к нехватке электроэнергии.  с точки зрения модели автомобиля, чем более правильный тип автомобиля, тем больше потолок будет благоприятствовать солнечной укладке, а также производству электроэнергии. 

 В - четвертых, ситуация с использованием транспортных средств является как можно более короткой (S, short trip).  электрическое километрирование вагона определённо непосредственно связано с кузовом, но сцена его применения прямо связана с пробегом в день.  в целом, пробег большинства людей в день не должен превышать 40 км, если подсчитать по 20 км / день, то есть расход электричества составляет 2 градуса в день, если имеется подходящая площадь для укладки солнечной энергии и достаточно времени для контакта с ней. 


 и, наконец, что немаловажно, это стоимость ("5%", которая составляет менее 5% от общей стоимости транспортного средства).  для того чтобы иметь возможность коммерциализировать прикладные технологии, необходимо иметь соответствующие затраты.  После наших исследований, солнечные системы составляют стоимость всей машины лучше всего не превышать 5%, конечно, чем меньше, тем лучше. 

 если бы все пять условий HOBS - 5 были выполнены, то солнечная система была бы эффективным источником энергии для транспортных средств, не говоря уже о хорошем опыте, связанном с безынициативным заряжанием для пользователей, и не рассчитывалась бы на то, что текущий заряд может уменьшить емкость литиевых батарей для транспортных средств, и только солнечная энергия могла бы обеспечить бесперебойную бесплатную электроэнергию, что могло бы стать весьма хорошим способом поставки энергии для автомобильного транспорта. 

 Следует отметить, что солнечные транспортные средства соответствуют направлению развития как фотоэлектрических, так и транспортных средств: по мере повышения эффективности фотоэлектрических сборок, количественное определение легкого кузова постоянно обновляется, и пересечение этих двух отраслей обязательно появится в обозримом будущем.  Этот переход для людей представляет собой блестящую машину - концентрат промышленной продукции человека: это будет сверхвысокое количество электрических километров автомобилей, солнечные лучи являются основным источником энергии.  это произойдет в ближайшее время, когда обе отрасли будут развиваться быстрыми темпами в соответствии с политикой.