我们可以用太阳能给汽车充电吗?

我们扩大了我们的光伏系统，这样就可以用太阳能来驱动一辆插电式混合动力汽车

通过亚历克斯·威尔逊|2014年5月22日,

**我们在修复后的谷仓屋顶上安装了一个12千瓦的光伏阵列。**我们希望光伏系统每年能产生足够的额外电力来驱动一辆电动汽车。
图片来源:Alex Wilson

升级到插电式混合动力车

我和妻子有两辆车:一辆使用了9年的斯巴鲁森林人(Subaru Forester)，已经行驶了12.8万英里;一辆使用了10年的本田思域混合动力车(Civic Hybrid)(在思域推出混合动力车的第一年生产)，已经行驶了18万英里。除了为我们开了多少英里而感到尴尬之外——现在我们的女儿们大学毕业了——我意识到生命终结的决定可能很快就会出现，至少是本田。

我们的希望是把它换成雪佛兰,一个丰田插件普锐斯，或其他制造商生产的插电式混合动力汽车。我在插电式混合动力汽车上市之前就开始考虑了，我很高兴我们一直在等待，并投资于本田的新电池，当时最初的混合动力电池系统在一年前大约17万英里时出现了故障。

我姐夫很喜欢他的雪佛兰沃蓝达。通过与一些汽车专家的交谈，我大致上有一种感觉，通用汽车用它自己的插入式技术超越了丰田——但我仍在对此进行研究。我希望在我们真的需要替换本田的时候，会有更多的选择。

如果大众能推出一款价格实惠的插电式柴油混合动力车，我会非常高兴。在我们现在的两辆车之前，我开了多年的大众柴油车，我很喜欢它们——先是1983年的柴油车Rabbit(有点吵，烟雾也太大了)，然后是我们喜欢的1996年TDI帕萨特。我们开着Rabbit超过了20万英里，根本不需要对引擎、变速器或离合器进行任何大的维修。我们把帕萨特卖了14万英里在用了几年生物柴油之后。

在镇上开车需要多少太阳能电力?

当我第一次开始考虑用阳光推动汽车时，我问我的朋友史蒂文强烈太阳能设计事务所在马萨诸塞州的哈佛，我的光伏系统需要多少额外的容量千瓦，以提供驾驶。史蒂文通过添加额外的电池容量和必要的控制（这是在雪佛兰伏尔斯插件模型之前，通过添加额外的电池容量并将其标准普锐斯转换为插件版本。

返回2011年中期，Steven告诉我，他的插件转换普锐斯需要在马萨诸塞州东部每英里265-275瓦（WH），在那里它相当平坦，冬季温度比佛蒙特更适中。他认为300 wh /英里在这里是一个更现实的估计。他还表示，普锐斯转换不是最佳的电动汽车，下一代工厂工程的EVS和插件混合动力车应提供更好的性能。

我刚刚上网查了一下，看到一些索赔低至200 Wh/英里，但大多数在250至300 Wh/英里范围内。如果我按照Steven估算的300 Wh/英里(0.30 kWh/英里)，并估计我们的通勤和城镇周围开车每周10次，即往返18英里，或每年9360英里，那么我们的通勤和城镇周围开车的年用电量将是2800 kWh。

如果我假设一个光伏系统(典型的佛蒙特州)的额定容量为每千瓦1200千瓦时的输出功率，那么就需要额外2.3千瓦时的光伏来产生足够的电力。

尽管我们的HERS分数(家庭能源评级系统)显示,我的房子需要的全部输出12千瓦光伏系统加上一点热量从我们的柴炉,我希望我们将使用更少的能量比她的模型预测(一旦我们有低辐射风暴windows),我们会有足够的电力来驱动我们在城里开车。

要看布丁的好坏。

亚历克斯是BuildingGreen公司．《纽约时报》执行主编环境建设新闻．2012年，他创立了弹性设计研究所．要跟上亚历克斯的最新文章和想法，你可以注册他的Twitter账号．

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13个评论

Stephen Sheehy|2014年5月22日12:12|＃1

太阳能汽车
为了使你的数字有效，即2.3千瓦的pv，难道你不需要限制在太阳不发电的时候开车吗?我想开敞篷车也没用。我猜你没有可以储存能量然后给汽车电池充电的电池。可更换电池将是一个很大的优势。也许有一天，我们可以用pv(水?)来制造氢。压缩并储存它，然后用它来驱动燃料电池，为我们的汽车和房子提供动力。
我突然想到，你必须有一个网络计量交易，所以你的效用是你的电池，至少现在。
专家成员

达娜·迪斯特|2014年5月22日下午02:46|＃2

拥有有趣的电动汽车……
．．．将是雪佛兰Spark-EV，其性能和操作特性可与宝马的电动汽车媲美，但没有价格标签。名义距离约为80英里，但在佛蒙特寒流期间，我将其降至50英里，这对你的城市通勤来说仍然足够了。目前只在加州和俄勒冈州有售，尽管我有相当可靠的第三方报告称有西澳牌照的盗版火花电动汽车，还有一项更模糊的指控称最近在马萨诸塞州看到了。

这是一辆相当小的车，电池约21千瓦时。使用续航里程和电池容量计算每英里的功率时大约是250，但在OR的平地车做得比这个好。

在VT时，PV的夏季输出大约是冬季的2倍。在太阳能长期存储的问题上，太阳能长期存储甲烷的效率在小规模系统中约为40%(在大规模系统中约为60%)，而且在小规模系统中，甲烷是一种比氢气更容易管理、压缩和存储的气体。

在德国的商业基础上，氢气和电力的氢气和甲烷都被相当严重地认为，该商业基础具有大型和不断增长的可再生能源资产，以及预先存在的天然气分配和储存系统。它不仅使金融意识，使甲烷或氢气将间歇可再生能源正在提供的相对过剩日常电网负荷，而权力的边际成本接近零（甚至为负），但这些情况在以往任何时候都更加频繁发生高度饱和的风和光伏市场的持续时间。

到目前为止，德国还没有达到西班牙在有风的日子里出现的产出过剩水平，但大约一周前，可再生能源占了整个国家总负荷的3/4左右，当地出现了大量盈余。随着风能和太阳能的成本逐年下降，越来越多的发电能力被安装，这种情况变得普遍只是时间问题。

http://www.greentechmedia.com/articles/read/renewables-surged-to-74-of-german-demand-last-sunday.
Stephen Sheehy|2014年5月22日下午03:55|＃3

丹娜，太阳能怎么
Dana - 太阳能如何与甲烷工作？甲烷来自哪里？小规模甲烷用户可以避免将其倾倒进入大气层，在那里它是一个非常有问题的温室气体吗？

关于德国可再生能源的信息非常惊人。
Kye福特|2014年5月22日下午05:53|＃4

太阳能转化为甲烷
斯蒂芬，太阳能和甲烷的简单方程。你得到一些新鲜的VT肥料，扔在你的普锐斯的后备箱里，在阳光下停几天，瞧……太阳能甲烷。
约翰克罗克|2014年5月22日06:29pm|# 5

然后有......
尼桑Leaf。

我和妻子已经开了两周的新款2013日产聆风。她每年在乡村公路上行驶12000英里，所以每月200美元的Leaf租赁是很合理的。节省下来的汽油可以支付一半以上的租金。

我们用100% PA的风力为它提供燃料(我们的房子被严重遮蔽，没有光伏)。这款电动汽车表示，在积极驾驶的情况下，它的续航里程为3.6英里/千瓦时(278 Wh/mi)。我算出12000英里/3.6 = 3300千瓦时/年。没有那么多。

叶子电池是24千瓦时，是Volt的2倍，而且成本低约1万美元(没有ICE或ICE动力系统)。我们的行驶里程达到了80多英里，头9天就跑了400多英里。

真正令人兴奋的事情......这叶子应该有2倍的电池容量，2倍的范围，成本超过5K，2015年，2016年举办的型号。这将是一个发生的车辆。想象一下，一个纯粹的ev，距离160英里的范围，27,000美元的MSRP（退税后）！
唐纳德Endsley|2014年5月22日下午07:36|＃６

回复斯蒂芬
太阳能甲烷的工作原理是电解和甲烷化。电解，我们知道，会产生氢和氧。然后产生的氢气与二氧化碳结合，这一过程被称为甲烷化，产生甲烷。基本上，CO2 + 3h2，在适当的热量和/或压力下和/或在催化剂的存在下结合生成CH4(甲烷)和H2O。美国海军正在开发一种类似的方法，从海水中制造航空燃料，只不过他们正在考虑使用核能为这一过程提供动力。
Stephen Sheehy|5月22日，2014年08:48 PM|# 7

回复唐纳德
该过程是否需要额外的能量输入，因此不是效率低于使用氢作为燃料？
我想知道海军在开发从海水到喷气燃料的项目中是否会出现成本超支?
迪恩史密斯|2014年5月23日上午10:20|＃8

我们正在做它
我们住在华盛顿州的埃弗雷特，并不完全是阳光地带。太平洋西北部地区是美国最不适合使用太阳能的地区。我们有110年历史的房子的屋顶上有一个5千瓦的光伏阵列，它每年产生的能量一直超过我们房子所需的能量。我们每年的电费是负数。去年夏天，我们买了一辆2013款雪佛兰Volt，每晚都给它充电。我们基本上把电网当作电池——白天给它供电，晚上把它拿出来。我们的电费仍然是负数，车顶提供了大约一半的能源消耗。我们确实做了一些比汽车电池提供的40英里更远的旅行。我们的系统可以在https://enlighten.enphaseenergy.com/pv/public_systems/Vr3L1558．
丹尼斯Heidner|2014年5月26日晚上07:33|＃９

回复斯蒂芬希海
“我想知道海军在开发海水到喷气燃料的项目中是否会出现成本超支?”

是的，实验性项目很可能会出现成本超支。这个过程会比目前的航空燃料成本更低吗?不。但这并不完全是重点。如果我们在美国有积极的二氧化碳捕获/封存项目(最终)和甲烷化工厂包括在航空母舰上，这可能会从反应堆产生额外的电能。你可以利用从供应船或港口装载的多余能源和压缩二氧化碳罐……并最终根据需要“增加”航空燃料。这可能会增加机队的机动性，在敌对或石油禁运的情况下，使飞机更容易保持在空中。它会在未来四五年发生吗?不。 In the next twenty - probably.

要使甲烷化起作用，你需要廉价的电力供应和廉价的二氧化碳供应。船上的核反应堆可以提供热和电，使更有效的水电解过程。目前的航空燃料很便宜…长期来看，这种情况可能会改变。
专家成员

达娜·迪斯特|2014年5月27日11:22|＃10

回复斯蒂芬希海
“这个过程不是需要额外的能量输入吗?因此，它的效率不是比仅仅使用氢燃料低吗?”

是的，甲烷化使得转化为燃料电池类型的燃料效率较低，但是氢气的月长的储存以及流水线分布比甲烷更有问题（=昂贵）。当暴露于压力下暴露于纯氢气时，通常用于管道和罐的大多数金属变脆，并且在高能量密度下储存氢气所需的压力远远高于甲烷（其可以以合理的成本/温度/压力储存为液体，如果需要。）

储存、分配和使用甲烷(天然气的主要成分)的基础设施已经存在，它也是燃料电池的常用原料。虽然在天然气或甲烷中混入一定量的氢气不会对基础设施造成问题是可能的，但大量储存、分配和使用氢气需要在新的基础设施上进行巨额投资。这使得在1月份利用燃料电池中7月的阳光使用氢气比使用甲烷更昂贵。

目前，德国的政策专家们正在讨论这些问题(如果你懂德语，网上有一些讨论——也有一些是英语的)。显然，在高风高太阳周期的部分过剩能量将用于氢燃料的应用，但当能源电力的成本为零(或负值)时，与开发大型氢燃料基础设施(目前用于天然气)的巨额资本成本相比，甲烷转化所带来的效率损失往往是值得的。
斯科特·兰尼|2014年5月28日下午05:05|＃11

以福特C-MAX Energi为例
我们这样做，尽管我们有一个8KW的光伏系统，我们有点短(时间第二个系统，因为我们只是净正电之前，我们得到那辆车)。寿命平均汽油仅超过100英里，因为所有小于15英里的行程都是全电动的。我只是把车开到大章克辛然后开回来(跨越大陆分水岭250多英里)，平均每加仑不到50英里，超过限速5英里每小时。这就是为什么我们没有考虑Leaf或其他任何全电动汽车(我本可以把它做成特斯拉的高端车，但不能少)。
我也会开Volt，但我妻子更喜欢C-Max。我们也开过Fusion，但Energi几乎没有后备箱，所以我们不得不把它排除在外。
我们是租的而不是买的(这是第一次)，因为这样更容易处理税收抵免，而且我认为他们估计的剩余价值太高:这些汽车应该能在停电时充当移动发电机(弹性设计)，我预计，当这一功能和/或更紧凑的电池技术成为现实时，当前这一代汽车的价值将像石头一样下跌。
卡尔·B|2014年6月6日12:25 AM|＃12

我们也在这样做
我们目前正在建造我们的房子完全按照你说的去做，亚历克斯．虽然我们目前的福特专注（13岁）和丰田普锐斯（8岁）没有插入功能，但我梦想用76英里，全电源的福特焦点电视塑造重点。即使在CT冷的冬天天气，它也会让我能够轻松地工作。如果我更换普锐斯，我会得到福特C-Max Energi，因为它是相同的车身风格（4门掀背车）和储备金。

我们的Gmisolar安装了13.8kW的PV阵列，并通过2轴跟踪跟踪太阳的SunPower面板（参见附图）。跟踪将通过在整天90度保持90度的入射角度来获得额外的25％左右的能量。此外，通过屋顶上的面板，它们保持冷却器（这使得它们更有效和持久），并且不会干扰屋顶需求（新的带状疱疹，泄漏修复等）。

希望我们在房子里建造的能源效率的东西(感谢我在这里两年的学习和Joe博士的BSC网站/书籍)可能意味着我们有足够的电力来运行两辆车............

和蛋糕上的霜冻：所有美国公司

http://www.ford.com/cars/focus/trim/electric/
http://www.ford.com/cars/cmax/trim/energi/
http://us.sunpower.com/
http://gmisolar.gmisolar.com/solar-panel-tracking-systems-pole-mounted-solar/
安娜漂白|2015年8月19日08:15|# 13

是的,绝对!
是的，我们可以！我必须说太阳能值得赚钱！多吨的人应该去太阳，而不是实际上是今天的太阳能。社会范围内，我们需要太阳能大的时间。在个人层面上，许多人将通过运作的太阳能在经济上受益。对于许多甚至大多数家庭来说，已经有大量的钱拯救了。