太陽能汽車發電系統的有效性分析

太陽能汽車發電系統的有效性分析

為解決因CO2和其它排放氣體而引起的全球變暖問題，太陽能和其它綠色能源技術引起了人們的關注。世界各國都已經推出了光伏能源，這是一種未來可能會增加的趨勢。利用光伏能源系統供電的電動汽車可以減少汽車的CO2排放。與太陽能賽車不同，太陽能模塊不易被安裝在傳統的車輛上，因為能夠安裝模塊的可用區域非常小，因此不能保證乘坐空間，傳統車輛的車身線條通常是輕微的弧線形。本文主要目的是評估太陽能電池組件發電系統安裝在普通汽車（如豐田普銳斯插電混合動力汽車）上的效果。16個模塊分別安裝在發動機蓋、車頂、掀背和汽車的側面。每個模塊產生的能量通過最大功率點跟蹤（MPPT）單元系統進行控制，用于減少模塊間由于太陽能輻射差異引起能量損失。發電試驗數據顯示，從7月1日至1月30日的100天中，該模塊產生平均每天產生2kWh的電量，這相當于車輛可行駛9.8km的距離。車輛兩側模塊平均產生相當于40%車頂模塊產生的電量。然而，相對于車頂模塊，側面模塊的發電率逐漸上升，特別是在冬季太陽的高度降低時。該發電系統使用的16個模塊為并聯連接，但是增加串聯連接的電池數量能夠減少能量損失且減輕系統質量。

本研究測量了安裝在一個乘用車上太陽能電池組件所產生的功率量，試驗車輛安裝了16個模塊（包括422×125mm的方形太陽能電池），所使用的太陽能電池是目前最新的（每塊電池的輸出功率都優于傳統的普銳斯太陽能電池模塊）。分析了這些模塊的有效性，以及安裝在車輛周圍模塊的有效性和汽車光伏能源系統的問題。

ShinichiUrabeetal.SAE 2016-01-1266.

編譯：楊昆