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【摘 要】本文主要介绍太阳能发电技术在汽车上的应用。首先分析了太阳能发电的原理，然后介绍了这门技术的实际运用以及遇到的问题，最后表达了对这门技术美好未来的展望。
【关键词】太阳能发电 汽车车身 优势 发展方向
一、概述
太阳能具有资源丰富，无污染等许多优点，被称为最理想的新能源。利用太阳能发电技术，将太阳能转化为电能，利用转化的电能可以作为汽车的动力能源，驱动汽车行驶，同时汽车上有需要用电的地方也可以用太阳能辅助甚至替代。汽车车身在户外时长时间受到阳光照射，尤其是汽车发动机盖，汽车车顶以及汽车后备箱盖受阳光直射，然而，这部分阳光缺乏有效利用。汽车采用太阳能车身，利用太阳能发电，充分利用汽车车身资源，同时，大大节约燃油，也保护了环境。
二、太阳能发电原理
光生伏特效应：假设光线照射在半导体上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使发作电子-空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场结果被相互分别。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。经由光照在界面层发作的电子-空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中组成的电流也越大。
太陽能电池是一种电能转换器件，主要通过光生伏特效应将太阳光能直接转化成电能。光电效应太阳能电池的工作原理是：太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。太阳能电池依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。
太阳能发电主要有以下两种方式：
（一）光—热—电转换方式。利用太阳辐射产生的热能来完成发电，主要通过太阳能集热器完成热能的转换，把吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。这种太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高。
（二）光—电直接转换方式。这种转换方式必须要用到太阳能电池，利用光电效应的作用直接把太阳辐射能转换成电能。可把多个电池串联或并联起来形成一个太阳能电池方阵，具有很大的输出功率。
三、太阳能发电系统组成
太阳能发电系统一般由四部分组成：太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）和逆变器。其中逆变器主要在输出电源为交流220V或110V的情况下使用。各部分在太阳能发电系统的作用分别为：
（一）太阳能电池板：太阳能发电系统中的最核心部分是太阳能电池板。所以它的价格远远高于其他部分。它的作用是把太阳辐射能力转换成电能，或将电能送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
（二）太阳能控制器：太阳能控制器主要控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充、放电保护的作用。
（三）蓄电池：通常为铅酸电池，在小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。在光照时，太阳能电池板会发出电能，蓄电池主要将这些电能储存起来，以备不便之需。
（四）逆变器：通常使用220VAC、110VAC的交流电源。因为太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为满足220VAC电器的电能使用，需要将太阳能发电系统发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
四、太阳能电池安装
将太阳能电池板安装于汽车汽车发动机盖，汽车车顶以及汽车后备箱之上。安装过程中应注意几个问题：
（一）太阳能电池在使用过程中会发热，导致车内温度升高。可在太阳能电池下放置隔热材料，解决这个问题。（二）车身主要是保护驾驶员和乘客安全。太阳能电池板强度有限，因此，车身因做好加固措施。（三）太阳能车身安装应符合车身空气动力学要求，构成良好的空气力学环境。
五、太阳能车身工作过程
太阳能车身在阳光的照射下，电极之间产生电动势，然后通过连接两个电极的导线，就会有电流输出。太阳能车身所转化的电能主要应用于以下三个方面：
（一）直接动力源；（二）太阳能用作汽车蓄电池的辅助充电能源；（三）用于驱动风扇和汽车空调等系统。
在汽车静止时，汽车利用蓄电池储存的电能，带动电机转动，起动汽车。车子在运动时，太阳能直接转换成电能，电机通电转动，驱动车辆行驶，车的行驶快慢通过控制输入电机的电流大小实现。但有时提供的能量大于汽车需求的电力。那么多余的能量就会用于驱动风扇和汽车空调等系统或者被蓄电池储存以备后用。
当太阳能阵列不能提供足够的能量来驱动电机时，这时蓄电池内的储存的备用能量将会自动补充。如果能量依然不足，这需要利用发动机作为汽车辅助能源使用。
当太阳能汽车不运动时，所有能量将通过太阳能光伏阵列储存在蓄电池内。
六、实际应用中遇到的问题
虽然太阳能发电机技术具有很多优势，但根据目前的科学技术来讲，利用太阳能来发电，设备成本高，太阳能利用率较低，在实际应用中还有许多问题，比如太阳能电池成本高昂，转化率有限；太阳能发电获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关等等。
七、结论
虽然现在汽车太阳能车身应用技术还不成熟，存在许多问题，但是太阳能发电将能够有效地节约地球资源，避免环境污染，创造洁净的生活环境，其优势是其他能源所无法比拟的，相信随着我们的不断探索，汽车太阳能车身应用技术将越来越成熟，应用也会越来越广泛。
参考文献：
[1]史玉茜，绿色环保汽车太阳能汽车[J]通信电源技术，2006，23（05）
[2]周志敏，太阳能光伏发电系统设计与应用实例[A]，北京：电子工业出版社 2010
[3]陈家瑞，汽车构造（上册）[A].北京：机械工业出版社（2009）
[4]孙仁云，付百学，汽车电器与电子技术[A].北京：机械工业出版社（2011）
[5]李晓华，新能源汽车技术发展的挑战、机遇和展望[A].北京：机械工业出版社（2012）
作者简介：
邓钦文（1991—），男，四川苍溪人，西华大学2010级学生。研究方向：汽车设计与制造。
金号（1992—），男 四川省宜宾县 西华大学2010级学生。研究方向：汽车电子技术。
【关键词】太阳能发电 汽车车身 优势 发展方向
一、概述
太阳能具有资源丰富，无污染等许多优点，被称为最理想的新能源。利用太阳能发电技术，将太阳能转化为电能，利用转化的电能可以作为汽车的动力能源，驱动汽车行驶，同时汽车上有需要用电的地方也可以用太阳能辅助甚至替代。汽车车身在户外时长时间受到阳光照射，尤其是汽车发动机盖，汽车车顶以及汽车后备箱盖受阳光直射，然而，这部分阳光缺乏有效利用。汽车采用太阳能车身，利用太阳能发电，充分利用汽车车身资源，同时，大大节约燃油，也保护了环境。
二、太阳能发电原理
光生伏特效应：假设光线照射在半导体上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使发作电子-空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场结果被相互分别。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。经由光照在界面层发作的电子-空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中组成的电流也越大。
太陽能电池是一种电能转换器件，主要通过光生伏特效应将太阳光能直接转化成电能。光电效应太阳能电池的工作原理是：太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。太阳能电池依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。
太阳能发电主要有以下两种方式：
（一）光—热—电转换方式。利用太阳辐射产生的热能来完成发电，主要通过太阳能集热器完成热能的转换，把吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。这种太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高。
（二）光—电直接转换方式。这种转换方式必须要用到太阳能电池，利用光电效应的作用直接把太阳辐射能转换成电能。可把多个电池串联或并联起来形成一个太阳能电池方阵，具有很大的输出功率。
三、太阳能发电系统组成
太阳能发电系统一般由四部分组成：太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）和逆变器。其中逆变器主要在输出电源为交流220V或110V的情况下使用。各部分在太阳能发电系统的作用分别为：
（一）太阳能电池板：太阳能发电系统中的最核心部分是太阳能电池板。所以它的价格远远高于其他部分。它的作用是把太阳辐射能力转换成电能，或将电能送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
（二）太阳能控制器：太阳能控制器主要控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充、放电保护的作用。
（三）蓄电池：通常为铅酸电池，在小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。在光照时，太阳能电池板会发出电能，蓄电池主要将这些电能储存起来，以备不便之需。
（四）逆变器：通常使用220VAC、110VAC的交流电源。因为太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为满足220VAC电器的电能使用，需要将太阳能发电系统发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
四、太阳能电池安装
将太阳能电池板安装于汽车汽车发动机盖，汽车车顶以及汽车后备箱之上。安装过程中应注意几个问题：
（一）太阳能电池在使用过程中会发热，导致车内温度升高。可在太阳能电池下放置隔热材料，解决这个问题。（二）车身主要是保护驾驶员和乘客安全。太阳能电池板强度有限，因此，车身因做好加固措施。（三）太阳能车身安装应符合车身空气动力学要求，构成良好的空气力学环境。
五、太阳能车身工作过程
太阳能车身在阳光的照射下，电极之间产生电动势，然后通过连接两个电极的导线，就会有电流输出。太阳能车身所转化的电能主要应用于以下三个方面：
（一）直接动力源；（二）太阳能用作汽车蓄电池的辅助充电能源；（三）用于驱动风扇和汽车空调等系统。
在汽车静止时，汽车利用蓄电池储存的电能，带动电机转动，起动汽车。车子在运动时，太阳能直接转换成电能，电机通电转动，驱动车辆行驶，车的行驶快慢通过控制输入电机的电流大小实现。但有时提供的能量大于汽车需求的电力。那么多余的能量就会用于驱动风扇和汽车空调等系统或者被蓄电池储存以备后用。
当太阳能阵列不能提供足够的能量来驱动电机时，这时蓄电池内的储存的备用能量将会自动补充。如果能量依然不足，这需要利用发动机作为汽车辅助能源使用。
当太阳能汽车不运动时，所有能量将通过太阳能光伏阵列储存在蓄电池内。
六、实际应用中遇到的问题
虽然太阳能发电机技术具有很多优势，但根据目前的科学技术来讲，利用太阳能来发电，设备成本高，太阳能利用率较低，在实际应用中还有许多问题，比如太阳能电池成本高昂，转化率有限；太阳能发电获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关等等。
七、结论
虽然现在汽车太阳能车身应用技术还不成熟，存在许多问题，但是太阳能发电将能够有效地节约地球资源，避免环境污染，创造洁净的生活环境，其优势是其他能源所无法比拟的，相信随着我们的不断探索，汽车太阳能车身应用技术将越来越成熟，应用也会越来越广泛。
参考文献：
[1]史玉茜，绿色环保汽车太阳能汽车[J]通信电源技术，2006，23（05）
[2]周志敏，太阳能光伏发电系统设计与应用实例[A]，北京：电子工业出版社 2010
[3]陈家瑞，汽车构造（上册）[A].北京：机械工业出版社（2009）
[4]孙仁云，付百学，汽车电器与电子技术[A].北京：机械工业出版社（2011）
[5]李晓华，新能源汽车技术发展的挑战、机遇和展望[A].北京：机械工业出版社（2012）
作者简介：
邓钦文（1991—），男，四川苍溪人，西华大学2010级学生。研究方向：汽车设计与制造。
金号（1992—），男 四川省宜宾县 西华大学2010级学生。研究方向：汽车电子技术。