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弗劳恩霍夫太阳能系统研究所研发隐形太阳能电池车顶

据外媒报道,全球对电动汽车的需求都在不断增长,为增长电动汽车的续航里程,德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE)的研究人员研发出了一款配备了高效率太阳能电池的太阳能汽车车顶。

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所研发隐形太阳能电池车顶 可增长电动汽车续航里程

(图片来源:弗劳恩霍夫太阳能系统研究所官网)

该车顶可以被涂成任何颜色,太阳能电池被集成至该预制的太阳能车顶中,人眼无法看到。此类光伏电池的标称功率约为210 W/m,可在阳光明媚的条件下,持续提供电力,让电动汽车的续航里程达到10公里。经过一年多的计算,研究人员表示该车顶可将电动汽车的续航里程提升10%左右。在2019年法兰克福车展IAA上,ISE展示了两个颜色不同的太阳能汽车车顶。

为了将此类光伏电池集成至太阳能车顶,弗莱堡的研究人员将电池瓦片互连在一起,单晶硅电池互相重叠,并利用导电粘合剂连接在一起。由于电池间没有间隙,所有电池瓦片表面都具电活性。此外,该模块不仅外观均匀、美观,还可最大限度地发电。此外,由于电阻损耗更低,电池顶部的连接器不再遮光,特别是具备很好的透光性,因而该模块与传统的太阳能模块相比,效率提高了高达2%。该太阳能电池矩阵(由电池瓦片组成)在一个聚合物薄膜层压机上与球形、弯曲的全景汽车车顶的玻璃面板被压制在一起。通过使用特制的模具,也可以在传统的层压机上进行压制。

该太阳能车顶的另一个特点是:太阳能电池完全被一种彩色的涂层所隐藏,因而人眼不可见。而Morpho-Color玻璃涂层使车顶的相对效率损失只有7%,达到该效果灵感来自于闪蝶,利用特殊的闪蝶式表面结构,使高色彩饱和度和良好的角度稳定性都成为可能。太阳能车顶的功能与一个标准的金属车顶相当。太阳能电池将入射的太阳辐射转化为电能,从而有助于减少汽车过热。由于电池瓦片互连,因而该模块的电压高于传统模块,便于将电压转换为电池电压。互相粘接的电池瓦片还可以很好地补偿移动车辆所承受的热、机械载荷。

在乘用车车顶集成的太阳能电池的输出功率约为210 W/m,可在阳光明媚的夏日持续供应电力,让电动汽车续航里程达到10公里,相当于每年平均增加了约一倍的里程,或相当于减少了10%的燃料消耗。这一计算结果根据弗莱堡的无遮蔽太阳能辐射计算得来,可供每100公里消耗17 kWh的一辆电动汽车一年行驶1.5万公里。此外,由于车辆负载(如空调、供暖)会对电动汽车的续航里程造成限制,因此太阳能可以补偿此类负载消耗的汽车能量。ISE表示将进一步进行研究,以让此类光伏电池集成在车辆的其他表面,进一步增长电动汽车的续航里程。

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