太阳能汽车发电系统的有效性分析

太阳能汽车发电系统的有效性分析

为解决因CO2和其它排放气体而引起的全球变暖问题，太阳能和其它绿色能源技术引起了人们的关注。世界各国都已经推出了光伏能源，这是一种未来可能会增加的趋势。利用光伏能源系统供电的电动汽车可以减少汽车的CO2排放。与太阳能赛车不同，太阳能模块不易被安装在传统的车辆上，因为能够安装模块的可用区域非常小，因此不能保证乘坐空间，传统车辆的车身线条通常是轻微的弧线形。本文主要目的是评估太阳能电池组件发电系统安装在普通汽车（如丰田普锐斯插电混合动力汽车）上的效果。16个模块分别安装在发动机盖、车顶、掀背和汽车的侧面。每个模块产生的能量通过最大功率点跟踪（MPPT）单元系统进行控制，用于减少模块间由于太阳能辐射差异引起能量损失。发电试验数据显示，从7月1日至1月30日的100天中，该模块产生平均每天产生2kWh的电量，这相当于车辆可行驶9.8km的距离。车辆两侧模块平均产生相当于40%车顶模块产生的电量。然而，相对于车顶模块，侧面模块的发电率逐渐上升，特别是在冬季太阳的高度降低时。该发电系统使用的16个模块为并联连接，但是增加串联连接的电池数量能够减少能量损失且减轻系统质量。

本研究测量了安装在一个乘用车上太阳能电池组件所产生的功率量，试验车辆安装了16个模块（包括422×125mm的方形太阳能电池），所使用的太阳能电池是目前最新的（每块电池的输出功率都优于传统的普锐斯太阳能电池模块）。分析了这些模块的有效性，以及安装在车辆周围模块的有效性和汽车光伏能源系统的问题。

ShinichiUrabeetal.SAE 2016-01-1266.

编译：杨昆