電動汽車續航里程短，充電時間長的缺點一直是用戶心中揮之不去的魔障，也是電動汽車推廣的最大阻礙。可以推斷，在電動汽車動力電池技術有重大突破或者充電和換電有新的續電模式以前，電動汽車續航的問題會一直存在下去。
純電動汽車裡程焦慮
前段時間就和朋友在討論，如果在車身上用特殊塗層或者覆蓋太陽能光伏板，能否明顯提升電動汽車續航的問題。就像這樣：
太陽能光伏板安裝在車頂
或者高大上一點，像這樣：
太陽能光伏車
在說行不行之前，我們先來了解一下光伏板。之所以叫做光伏板，因為其只要暴露在陽光下，就會產生電能。
家庭級光伏電站
太陽能光伏板
太陽能光伏板通過吸收太陽光來產生電能，較小的光伏板可以進行一系列的組合從而實現不同的電壓和功率。1839年，亞歷山大·埃德蒙·貝克勒爾（Alexandre-Edmond Becquerel）首次發現了某些物質在光照的條件下能夠產生電的現象。在此基礎上，1876年， William Grylls Adams和Richard Evans Day發表了名為The action of light on selenium的文章。直到1881年， Charles Fritts製造出了第一個商業使用的光伏板，但是當時的效率極低。1954年，貝爾實驗室製造出了第一個可行的商業化硅太陽能光伏單元。之後經過改進，逐步成為現在最為常見的太陽能光伏板方式。
太陽能光伏板
至1988年開始，國際可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory)就開始記錄太陽能光伏板的效率。如下圖，我們可以看出，在各種各樣的方案中，使用硅（藍色線條）這種材料的光伏單元效率最高，但也只有20%左右，並且從1988年至今並沒有非常明顯的提升，而且短期內，也不像會有重大突破的樣子。
太陽能光伏板的效率
光伏板的價格
時至今日，最常見的商業化大規模使用的太陽能光伏板主要只有兩種：單晶硅和多晶硅。單晶硅的效率略高於多晶硅，但是
單晶硅光伏板
單晶硅的價格也略高於多晶硅。以100W為例，單晶硅光伏板大約需要0.6平方，而價格則在200元以上。
光伏板的功率密度
考慮到各種光伏板的功率密度差距不是那麼大，我們這裡就不對他們進行一一闡述。這裡我們從宏觀出發，以實際數據進行考慮，而不以光伏板標定的額定功率。
眾所周知，光伏板的功率密度，或者說綜合產電能力與太陽的光照條件有關。而落實到光照條件，又受諸多因素的影響，比如夏天與冬天，南方和北方等差異非常明顯。地理學上，我們把這些因素用專業的名稱來稱呼，例如緯度、海拔等。除了這些地域和氣候影響因素外，還有單天的時間如早晚也有很關鍵的影響，因為太陽東昇西落，一天中每時每刻的光照角度和強度都是有差異的。
光照變化
在中國儲能網的一篇文章中，作者給出了中國各個區域的光伏板最佳陣列角度，並根據該最佳傾角計算出了光伏板的單位面積功率密度，部分信息如下圖所示：
各地區的光伏板功率密度
為了便於計算，我們取最大值153瓦每平方和最小值58瓦每平分計算平均值，並近似為100瓦每平方。我們近似的認為，如果在車輛上安裝光伏板，每平方的發電功率約為100W。但需要說明的是：
①這是全國各地的平均值，不同地區可能超出或低於該值，範圍在100±50W。
②該值實際上是光伏板根據地理位置進行傾角調整過的，因車輛上不能調整，計算結果被高估。
車輛應用
一個標準車位的尺寸為2.5米*5米，以蔚來ES6這輛電動SUV為例，其尺寸為長4.85米，寬約1.95米，俯視投影的總面積約為9.5平方米，考慮到擋風玻璃等因素，假設最終面積約為5平方米。
鋪滿光伏板的汽車
由參數：
①光伏板的發電功率約為100W/平方。
②車頂可鋪設的面積約為5平方。
可計算出：車輛光伏板的發電功率約為 100W/平方 * 5平方 = 500W = 0.5KW
則，車輛光伏板每一個小時的發電量為：0.5KW * 1H = 0.5KWH = 0.5度電
還是以蔚來ES6為例，該車型的動力電池容量為84度電，電機峰值功率可達數百千瓦。現在做如下假設：
①車輛每天在太陽底下的時間為2小時（上下班通勤路上+偶爾外出），其餘時間在車庫中。
②不考慮光伏板到動力電池的電能轉換效率。
③不考慮當天下雨、或者霧霾多雲等因素。
④不考慮因為加班，下班時回家已經天黑。
⑤還有很多因素不考慮。
那麼一天的總電能為：0.5度電/小時 * 2小時 = 1度電
那麼在一切環境都正好的情況下，充滿ES6的動力電池需要 84度電 / 1度電每天 = 84天 ≈ 3個月
如果再考慮到月有陰晴圓缺，天氣也有下雨和大霧，那三個月就不夠了。而該車如果使用快充，大約需要40分鐘充滿，慢充也只需要一個晚上。
綜上，電動汽車採用光伏板增加續航的想法目前來說不太靠譜，短期內應該也不會變得太靠譜。而目前市面上在做的那些車企，我想也只是為了宣傳效果或者提供一種思考方向，而不是真正為了增加續航里程。
光伏太陽能概念車
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