太陽能汽車空調發展現狀與發展趨勢探析

【摘 要】在現代經濟飛速發展的時期，汽車行業展露出了前所未有的發展勢頭。汽車本身屬于一種代步工具，為人們的出行帶去了諸多便利，是現代人生活中不可缺少的一部分，但是它不僅造成了能源消耗，還破壞了我們生存的自然環境。身處在霧霾嚴重、氣候升溫、資源匱乏的環境中，人類日漸到可持續發展的重要性，并竭力借助科學滿足自身需求的同時，實現“綠色”生活。太陽能汽車空調的發展則實現了人們的這一愿望。本文在對太陽能汽車空調發展現狀作出簡要分析和論述的基礎上，重點就未來太陽能汽車空調的發展趨勢進行了展望。

【關鍵詞】太陽能汽車空調 發展現狀 發展趨勢

環境保護與資源節約是當前人類生存所面臨的主要問題，受到了社會各界的廣泛關注和重視。國家及黨領導人號召全社會大力發展循環經濟，認真落實節能減排工作，全力打造節約型社會，其出臺的一系列汽車“限行、限購”措施就是實例。在我國政策的強力支持下，新能源行業進入了深化發展階段，并逐漸滲透到了電力、汽車等領域，創造了巨大的經濟價值和社會價值。目前，人們對太陽能技術研究和利用的關注度越來越高，這為太陽能汽車空調發展創造了良好的社會條件。

1 太陽能汽車空調的發展現狀

隨著社會經濟的發展，全世界正在經歷著一場能源危機，如何保證人類的可持續發展成為了各國研究的重點課題，這也是科技發展的最終歸宿。在這樣的時代背景下，太陽能作為部分不可再生資源的替代品，具有可再生、無污染等特定，符合了現代綠色環保理念，其相關技術在汽車空調領域的應用，為新能源汽車注入了新的活力。傳統汽車空調使用了大量的制冷劑，其中的R12對大氣環境中的臭氧層就有嚴重的破壞作用，是引起世界氣候變暖問題的根源之一。除此之外，傳統汽車空調還在一定程度上增加了整車的負載，降低了發動機的動力性能，而且阻礙了駕駛室內的空氣循環。而太陽能汽車空調與傳統汽車空調的工作原理存在本質區別，它的發展不僅滿足了人們對舒適性的需求，還改善了傳統汽車空調的弊端。太陽能汽車空調主要通過硅型太陽能電池板，在電場的作用下，將太陽能轉化為電能，并連接半導體制冷片進行工作。本質上講，太陽能汽車空調的動力來源于太陽能，其本身具有一個自我調節系統，它轉化的能量與太陽光照強度呈正比關系，即太陽光照越強，所供使用的能量越充足。

2 太陽能汽車空調的發展趨勢

根據上文的分析，我們不難得出太陽能汽車空調發展空間巨大的結論，其在環境保護方面做出了很大貢獻。目前，太陽能汽車空調研究領域還處于萌芽狀態，但是由于缺乏創新意識，導致它的發展限定在一定層次。為了促使太陽能汽車空調創造更大的社會價值，作者認為還需要加強以下幾項工作：

2.1 提升蓄電池的核心性能

在太陽能汽車空調工作系統中，太陽能蓄電池是為壓縮機制冷裝置或半導體制冷裝置提供動力的關鍵部分，提升其蓄電性能是最大化太陽能汽車空調價值的基礎性工作。以我國現有的技術水平來看，硅型太陽能電池板的最高光電轉化效率為17%，這在某種程度上直接制約了太陽能汽車空調的發展。因為在功率輸出一定的情況下，低效的光電轉化效率，使得汽車空調所需的太陽能電池板面積越大，只有這樣才能保證足夠的動力輸出，然而卻限制了半導體制冷系統的小型化設計。目前，由德國研制的“N”型單晶硅太陽能電池板最高轉化效率以達到了23.4%，而多層太陽能電池板的轉化效率甚至達到了41.1%。與之相比，我國的太陽能蓄電池性能稍顯不足，因此，各太陽能汽車空調研制機構應該在提升蓄電池核心性能即光電轉化效率上下苦工，生產具有自主知識產權的高效太陽能電池片。

2.2 重視半導體制冷的研究

從當前的汽車空調發展情況來看，未來半導體制冷系統有著非常廣闊的應用情景。但是，受制于較低的能量與熱量轉換比，半導體制冷系統還不能被廣泛推廣。一般情況下，半導體制冷系統的能量與熱量轉換比為0.2-0.3，很難滿足用戶的使用需求。究其原因，致使這種問題發生的根源在于半導體制冷材料的性能不高。為此，太陽能汽車空調研制機構應該重視半導體制冷系統研究，適度加大此方面的投入，積極尋找能量與熱量轉換比高的新型半導體制冷材料，從根本上提升半導體制冷系統的性能。與此同時，太陽能汽車空調研究機構還可以對整個系統結構進行試驗，以強化冷熱端換熱性能，達到改善半導體制冷系統能量與熱量比的目的，從而設計出專用于汽車空調的高效太陽能半導體制冷空調裝置。

2.3 優化熱能驅動制冷裝置

在汽車發動機系統工作的過程中，始終會伴隨著動力輸出產生一些熱量，假如把這部分余熱有效利用起來，勢必會在很大程度上減少能源消耗，是循環利用理念的體現。我們可以借助太陽能汽車空調這個載體，實現太陽能熱能與發動機余熱的結合使用，以此共同驅動汽車空調制冷裝置。現階段，吸收式空調機的技術發展較為醇熟，具有穩定、可靠等優良性能，因而得到了廣泛的應用。因此，可以在現有吸收式制冷技術的基礎上，研發出太陽能熱量與發動機余熱結合高效驅動吸收式制冷裝置的太陽能天窗汽車空調，并大力推廣到小型汽車空調上。另外，由于天窗太陽能汽車空調就有通風降溫、保證舒適、節能環保等優勢特性，所以太陽能汽車空調研制機構還應該進一步深化對此的研究，充分利用上述先進技術，研究出價格低廉、性能優良的汽車天窗空調。

3 結語

總而言之，太陽能汽車空調未來的發展前景非常廣闊，但同時也面臨著重重困難。我們要始終堅定發展太陽能技術的信心，并逐步將其推廣到各個領域當中，努力貫徹可持續發展的理念，從而實現經濟騰飛和人類長存。由于個人能力有限，本文的研究可能存在不足之處，因此，希望各界學者和專家持續關注太陽能汽車空調的發展，并從技術角度、優化角度等不同角度提出更多的發展建議或意見，進而促使太陽能技術創造更大的價值。

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作者簡介：張文翔（1984—），男，湖南岳陽人，本科，助教，研究方向：汽車電器、汽車空調。