具有屋頂太陽能的電動汽車越來越受歡迎-彭博社
Kyle Stock
每隔兩年,來自美國各地的工程學生將參加美國太陽能挑戰賽,在這項比賽中,大約有10所學校組裝一輛設計儘可能遠行駛的汽車,完全由太陽能驅動。2022年,麻省理工學院憑藉一輛看起來有點像乒乓球桌長出輪子的汽車獲得了冠軍。在它最好的一天,尼姆布斯(Nimbus)行駛了令人印象深刻的869英里(1,398公里),大致相當於從紐約到密爾沃基的距離。當然,還有一些不太實用的問題需要解決:尼姆布斯不能載客,更別提一車的雜貨了。
開發一款太陽能汽車,既功能性強、有用又實用的探索,不僅讓麻省理工學院的年輕魔法師們感到困惑。今年2月,Sono Group NV表示將會放棄其Sion太陽能電動汽車項目,因為未能籌集到足夠的資金。一個月前,荷蘭初創公司Lightyear暫停生產其售價25萬歐元(264,450美元)的太陽能汽車,並申請破產。(兩家公司均拒絕接受本文的採訪。)加利福尼亞的Aptera Motors雖然對其三輪太陽能汽車感到滿意,但在完成眾籌活動以將其投入生產方面遇到了困難。
大約40年來,汽車公司、初創公司和DIY愛好者一直在追求無插頭電動汽車,即可以通過光子無線充電的汽車。但隨着後勤和經濟障礙繼續阻礙這些項目,太陽能汽車的更為直接的未來正在變得清晰:更小、更輕、更便宜的系統,旨在微妙地增強電動駕駛,而不是完全由太陽能驅動。這種實用的方法就像太陽能駕駛的老爸牛仔褲,在未來幾年可能會無處不在。
去年,麻省理工學院在美國太陽能挑戰賽上獲得了冠軍。麻省理工學院提供現代索納塔並不特別快或大;它甚至並非完全電動。汽車中沒有比這款混合動力轎車更加平淡的了,這款轎車自1985年以來以某種形式存在 — 除了索納塔的車頂,新款車型的車頂閃爍着魚鱗般的光澤。仔細觀察可以發現,車頂上鑲嵌着一片光伏電池板,根據雲層情況,每天向汽車的混合系統緩慢地額外提供大約兩英里的續航里程。
豐田也為其普鋭斯混合動力車提供太陽能車頂作為可選配件。公司並不指望有很多客户會選擇這個選項,儘管那些打算玩一個非常長期遊戲的人可能會傾向於這樣做。普鋭斯的太陽能板每年可提供大約776英里的太陽能里程,或者大約14加侖的汽油。在美國汽油價格在六月份達到峯值時,車頂的成本將在大約八年內收回。豐田表示,現在正在考慮為其新的全電動車bZ4X推出類似的系統。與此同時,現代正在制定計劃為其售價為41,450美元的突破性電動汽車Ioniq 5增加太陽能電池板。
豐田為其普鋭斯混合動力車提供太陽能車頂作為售價為610美元的可選配件。豐田提供“這在某種程度上是一個‘聳聳肩,為什麼不呢?’的話題,”彭博新能源財經分析師珍妮·查斯説。“未來的汽車將標配一點太陽能屋頂。”
甚至埃隆·馬斯克也加入了。特斯拉首席執行官表示,他長期承諾的Cybertruck的買家可以選擇添加太陽能,集成到皮卡車廂蓋上,可能還會作為可展開的“翅膀”。馬斯克還表示,汽車是最不適合放置太陽能的地方之一。
他説得沒錯。首先,面板最好在一個輕微角度(比如,與地面成30度)下捕捉光子,而不是與天空平行或垂直。隨着汽車生態系統越來越多地依賴電子設備,包括充電基礎設施,汽車上的太陽能系統不必承擔所有重活。任何電動汽車都可以通過在家中的一組面板或通過太陽能供電的充電器充電來“以太陽能為動力”。
“車輛並不是這兩種技術可以最實質性地互動的地方,”麻省理工學院CarbonCounter背後的工程教授傑西卡·特蘭西克説。但特蘭西克承認,隨時有一點電荷的心理價值是有的,尤其對於奢侈品客户來説——在一個滿是天窗的郊區,太陽能屋頂將是一個很大的炫耀。她説,我們也可能“達到一個更經濟合理的程度,讓廣泛範圍的車輛安裝一些太陽能。”
可以肯定的是,隨着光伏硬件變得更便宜和更高效,小規模太陽能安裝的成本效益分析穩步改善。根據彭博新能源的數據,過去十年,每瓦發電成本的太陽能模塊價格下降了78%,降至每瓦約24美分,這也是住宅和公寓上太陽能數量在此期間增加七倍的一個主要原因。按照目前的速度,索納塔上的一個面板陣列的價格已經從222美元降至約48美元。彭博新能源預計,隨着另外九家面板製造商進入市場,便宜產品的過剩將在今年繼續增加,比目前的產量增加50%。
廉價面板
在過去的十年中,光伏模塊的價格急劇下降,大大改善了小規模太陽能安裝的經濟效益。
來源:BloombergNEF
儘管如此,真正的太陽能汽車的使用案例仍然有限,基本上只限於在極端偏遠的路線上行駛 — 遠離建築物和電動汽車充電站 — 以及行駛極短的距離。例如,火星就是一個完美的使用案例;而每週去踢足球訓練,就不太適合。
但這些不切實際的因素並沒有阻止公司繼續嘗試;畢竟,太陽是難以忽視的,它從不停止出現。下一屆美國太陽能挑戰賽將於6月舉行,Aptera是幾家仍在努力使太陽能乘客車融資成功的初創公司之一。
現代正在制定計劃,將類似Sonata上的面板添加到其Ioniq 5上。攝影師:Drew Phillips/現代與試圖最大化汽車太陽能陣列的做法不同,Aptera的目標是儘量減小汽車本身。它的車輛近似於一個覆蓋硅皮的蝌蚪;甚至車門像鰓一樣向上翻開。Aptera比豐田普鋭斯輕36%,比特斯拉Model S更具空氣動力學效益38%,通過使用三個輪子而不是四個來減少滾動阻力。因此,Aptera的車輛可以從一天的陽光中擠出大約40英里,略多於美國司機平均每天行駛的31英里。
“這實際上只是一個數學方程式,” Aptera的聯合創始人兼首席執行官克里斯·安東尼説道。“結果表明,我們可以提出一個非常引人注目的方案和解決方案。”
當安東尼大約十年前開始組裝Aptera時,太陽能電池板的效率只有今天的一半,電動馬達和鋰離子電池價格昂貴得令人望而卻步。如今,Aptera正在免費乘坐汽車行業近年來投入的數十億研發美元。
Aptera的Gamma比豐田普鋭斯輕36%,比特斯拉Model S空氣動力學更高38%。由Aptera提供然而,太陽能充電速度最多隻能算得上緩慢。僅通過車頂陣列為Aptera充電需要大約一週的時間,儘管車輛也可以插電充電。而Aptera遠未達到路用標準,至少還沒有大規模生產。該公司目前正在向投資者推銷其原型車,希望獲得足夠大的支票以大規模生產該車輛。
與此同時,大多數美國人不願為了在路上可持續性而犧牲大小和舒適度;他們想要“移動房屋”,安東尼説。但Aptera並不需要大多數美國人購買其車輛;它只需要一些人,而已經預訂了42000輛的人是一個開端。隨着太陽能驅動市場的不斷發展,一個沒有改變的事情是安東尼的銷售宣傳:“你可以從天空中的巨大核電廠獲取所有燃料。”