太陽(yáng)能汽車(chē)是太陽(yáng)能發(fā)電在汽車(chē)上的應(yīng)用,將能夠有效降低全球環(huán)境污染,創(chuàng)造潔凈的生活環(huán)境。太陽(yáng)能汽車(chē)使用太陽(yáng)能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能,電能會(huì)在儲(chǔ)電池中存起備用,用來(lái)推動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)。由于太陽(yáng)能車(chē)不用燃燒化石燃料,所以不會(huì)放出有害物。
據(jù)估計(jì),如果由太陽(yáng)能汽車(chē)取代燃汽車(chē)輛,每輛汽車(chē)的二氧化碳排放量可減少43至54%。
太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)以光電代油,可節(jié)約有限的石油資源。白天,太陽(yáng)電池把光能轉(zhuǎn)換為電能自動(dòng)存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中,在晚間還可以利用低谷電(220V)充電。
無(wú)污染,無(wú)噪音。因?yàn)椴挥萌加?,太?yáng)能電動(dòng)車(chē)不會(huì)排放污染大氣的有害氣體。沒(méi)有內(nèi)燃機(jī),太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)在行駛時(shí)聽(tīng)不到燃油汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的轟鳴聲。
與燃油汽車(chē)的比較優(yōu)勢(shì)。實(shí)用型太陽(yáng)能動(dòng)力車(chē)除行駛速度遠(yuǎn)低于燃油汽車(chē)外,與燃油汽車(chē)相比,還是有諸多優(yōu)勢(shì)的。首先,太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)耗能少,只需采用3-4平方米的太陽(yáng)電池組件便可使太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)行駛起來(lái)。燃油汽車(chē)在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中要遵守卡諾循環(huán)的規(guī)律來(lái)作功,熱效率比較低,只有1/3左右的能量消耗在推動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)上,其余2/3左右的能量損失在發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)鏈上;而太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)的熱量轉(zhuǎn)換不受卡諾循環(huán)規(guī)律的限制,90%的能量用于推動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。
其次,易于駕駛。無(wú)需電子點(diǎn)火,只需踩踏加速踏板便可啟動(dòng),利用控制器使車(chē)速變化。不需換擋、踩離合器,簡(jiǎn)化了駕駛的復(fù)雜性,避免了因操作失誤而造成的事故隱患,特別適合婦女和老年人駕駛。另外,太陽(yáng)能動(dòng)力車(chē)采用創(chuàng)新前橋和轉(zhuǎn)向系統(tǒng),前后獨(dú)立懸掛,四輪鼓式制動(dòng)從時(shí)速30公里到突然剎車(chē),剎車(chē)線不超過(guò)7.3米。
由于太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,除了定期更換蓄電池以外,基本上不需日常保養(yǎng),省去了傳統(tǒng)汽車(chē)必須經(jīng)常更換機(jī)油,添加冷卻水等定期保養(yǎng)的煩惱。小巧的車(chē)身,靈便轉(zhuǎn)向,可以輕而易舉的將車(chē)泊入擁擠不堪的都市停車(chē)場(chǎng)。
在都市行車(chē),為了等候交通信號(hào)燈,必須不斷的停車(chē)和啟動(dòng),既造成了大量的能源浪費(fèi),又加重了空氣污染,使用太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē),減速停車(chē)時(shí),可以不讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),大大提高了能源使用效率和減少了空氣污染。
再次,太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸、散熱器、排氣管等零部件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造難度降低。
電池方陣
太陽(yáng)能電池方陣是太陽(yáng)能汽車(chē)的能源。方陣是由許多PV光電池板(通常有好幾百個(gè))組成。方陣類(lèi)型受到太陽(yáng)能汽車(chē)尺寸和部件費(fèi)用等的制約。目前,主要有兩種類(lèi)型的光電池板:硅電池和砷化合物電池。環(huán)繞地球衛(wèi)星使用的太陽(yáng)電池使用的是典型的砷化合物電池,而硅電池則更為普遍的為地面基礎(chǔ)設(shè)備所使用。一般等級(jí)的太陽(yáng)能汽車(chē)通常使用硅電池板。許多獨(dú)立的硅片(接近1000個(gè))被組合,形成太陽(yáng)電池方陣。依靠光伏電源供電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能汽車(chē)。這些方陣的通常工作電壓在50V~200V之間,并能提供1O00W的電力。方陣輸出功率的大小受到太陽(yáng)、云層的覆蓋度和溫度的影響。超級(jí)太陽(yáng)能汽車(chē)也能使用通常類(lèi)型的太陽(yáng)能光電板。但更多的是使用太空級(jí)光電板。這種板很小,但是比普通的硅片電池板要昂貴得多,然而它們的使用效率非常高。
一般情況下,車(chē)子在運(yùn)動(dòng)時(shí),被轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能光被直接送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。但有時(shí)提供的能量要大于發(fā)動(dòng)機(jī)需求的電力,那么多余的能量就會(huì)被蓄電池儲(chǔ)存以備后用。當(dāng)太陽(yáng)電池方陣不能提供足夠的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),蓄電池內(nèi)的被儲(chǔ)存的備用能量將會(huì)自動(dòng)補(bǔ)充。當(dāng)然,當(dāng)太陽(yáng)能汽車(chē)不運(yùn)動(dòng)時(shí),所有能量都將通過(guò)太陽(yáng)能光伏陣列儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。也可以利用一些回流的能量來(lái)推動(dòng)汽車(chē)。當(dāng)太陽(yáng)能汽車(chē)開(kāi)始減速時(shí),換用通用的機(jī)械制動(dòng),這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將變成了一個(gè)發(fā)電機(jī),能量通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器反向進(jìn)入蓄電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。回充到蓄電池中的能量是非常少的,但是卻非常實(shí)用。
控制系統(tǒng)
在太陽(yáng)能汽車(chē)?yán)镒罡呒?jí)的組件部分就是電力系統(tǒng)。它們包括峰值電力監(jiān)控儀、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電力系統(tǒng)最基本的功能就是控制和管理整個(gè)系統(tǒng)中的電力。峰值電力監(jiān)控儀條件電力來(lái)源于太陽(yáng)能光伏陣列,光伏陣列把能量傳遞給另外的蓄電池用于儲(chǔ)存或直接傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器用于推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)太陽(yáng)能光伏陣列正在給蓄電池充電的時(shí)候,電池組電力監(jiān)控儀會(huì)保護(hù)蓄電池組因過(guò)充而被損壞。電池組電力監(jiān)控儀的號(hào)碼數(shù)值隨我們的設(shè)計(jì)而被使用在太陽(yáng)能汽車(chē)?yán)?。峰值電力監(jiān)控儀是由輕質(zhì)材料構(gòu)成,發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)需要配備不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器,使用的工作效率一般超過(guò)90%。從監(jiān)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)常常用來(lái)判斷太陽(yáng)能汽車(chē)的狀況,并用來(lái)解決太陽(yáng)能汽車(chē)出現(xiàn)的問(wèn)題。
在太陽(yáng)能汽車(chē)?yán)锸褂檬裁搭?lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有限制。大多數(shù)太陽(yáng)能汽車(chē)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是雙線圈直流無(wú)刷電機(jī),這種直流無(wú)刷電機(jī)是相當(dāng)輕質(zhì)的材料機(jī)器,在額定的RPM(每秒轉(zhuǎn)速)達(dá)到98%的使用效率。但是它們的價(jià)格比普通有刷型交流發(fā)動(dòng)機(jī)要貴一些。
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