太陽能電動車你會買嗎? - Toyota

自從我買了Tesla Model3以後，身邊常常會有朋友看到我的車就會問我一個問題，"那電
動車有可能配備太陽能板，去達到電力自給自足的這個目標嗎?" 所以想說就來跟大家討
論一下"太陽能電動車"的實際性跟分享正在開發的幾款太陽能電動車的資訊。

影片好看版：https://youtu.be/9eOBCWFbRyY

-太陽能車的實際可行性
2017年，Elon Musk發表了演講說，Tesla可以提供客戶去選購的太陽能板裝在他們自家的
電動車Model3上面。不過很快的，他馬上又反駁了自己說，讓Model3裝上太陽能板不是非
常的有效率。原因是因為Model3的車頂整體的面積並不大，而且車子大多數的時間是會在
室內而不是室外，可以直接接受到陽光的照射，所以這並不是一個很有效率的做法。不過
在Tesla Cybertruck推出之後呢，Elon Musk又再度的把太陽能車的可能性給提出來了，
這次他確定說Cybertruck會提供太陽能板可以加裝在車頂的選項。他是這樣說的，太陽能
板大概可以幫助車子一天多走15英里，甚至是更多，那如果再加上摺疊式的太陽能板的技
術的話，則是一天可以多行駛30到40英里。目前在美國市場上已經有消息指出說，美國的
軍方會開始向Tesla訂購並生產軍用的Cybertruck。並且使用這項太陽能技術了，所以基
本上，普及到民用也是指日可待啊。

要討論太陽能車的可行性之前，我們先來了解一下太陽能車充電的效率跟計算一下，多了
塊太陽能板可以幫車子多行駛多少里程?目前整個地球的陸地表面面積大概是1.97億平方
英尺。而太陽每小時照射到地球表面的輻射能量，是大過於全部世界人口一年加起來所有
的用電量的。 不過回過頭來看我們車子的車頂的面積，可用的發電面積大概只有3-10平
方公尺。我們先設定一平方公尺的正方形太陽能板上面，陽光直接照射的一小時所產生的
太陽能有一千瓦小時。不過現實中，我們是不可能達到這樣的效率的，目前在市面上你能
找到最有效率的太陽能板系統大概也就是20%左右的光能轉電能的效能。我們今天就拿
Tesla Model S舉個例子，Model S的車頂大概是五公尺長乘以兩公尺寬的面積。我們就假
設車頂可以完全裝上一塊這樣尺寸的太陽能板，然後也假設說你的車是正停在烈日當頭的
太陽底下，最佳化的情況，照射了10千瓦的光能去乘以剛剛提到的最佳太陽能板效率20%
，也就是你大概能產生2千瓦的電力。那你如果計算說每天你的車就這樣剛好在太陽正底
下五個小時，你可以獲得10千瓦小時的電力。長里程版的Tesla Model S電池電量是100千
瓦小時，所以基本上你的太陽能板在大太陽下，充了五個小時的電也只能幫你充到10%的
電量。以長里程版的Model S大概跑402英里來看，理想中加上太陽能板就是可以跑440英
里左右。不過這些都還是非常理想的狀況，也就是一塊５乘２平方公尺的太陽能板才能達
到的里程數，事實上你能在車頂鋪上太陽能板的面積是比這個還要小很多的，再加上車子
不像是房子就固定在那邊，車子如果是在移動中的話，就會有更多太陽角度跟照射面積的
變換，就會有更多不能預測的狀況導致發電不穩定。所以基本上就算你的Tesla有了一塊
太陽能板，你還是需要在家裡充電或者是到充電站充電的。

-太陽能車的設計方向
所以我們想要生產一輛太陽能電動車，他最基本的要求就是你需要整合太陽能板到車頂，
除了可以停在室外的停車場充電以外，我們還希望駕駛的過程中也可以同時充電。事實上
如果就從車子設計的角度來看，太陽能電動車在電池的設計上是比傳統電動車有優勢的，
因為如果車頂有了太陽能板可以幫車子充電，那在電動車的整體電池大小就可以減少，做
到輕量化，這樣就可以大幅降低整體車子的重量，所以車子在行進中，也會較省電。可是
輕量化設計要克服最困難的部分就是要考量到能量功率密度。一公斤的汽油大概是可以產
生48兆焦耳的能量。而目前的一公斤的鋰電池的功率密度則是0.3兆焦耳。所以汽油的功
率密度還是大概是一百多倍的鋰電池。這也就是為什麼我們一般都會看到飛機還是使用航
空汽油，除非是電池產業有很突破的進展，不然我們應該也不太可能會看到電動飛機了。

另外就是整合太陽能板的技術，太陽能車的設計絕對也不會是用傳統的太陽能板，而是使
用薄膜太陽能板或者是柔性太陽能板。像是目前NASA的Jet Propulsion Lab和Brigham
Young University就正在合作開發一款摺疊式的太陽能板。這款摺疊式的太陽能板原本是
被設計在太空中使用的。目前也有車廠正在考慮植入這種比較輕便的太陽能板技術。
不過就像我們剛剛提到的，太陽能電動車的設計，電量的使用效率永遠是最重要的一環。
設置怎麼樣的電池大小跟車身重量的關係，就是最重要的設計重點。所以在設計上就必須
要重新設計，而不是考慮在現有的電動車上再加上太陽能板，更多的是要考量到如何輕量
化車身跟降低風阻。

-目前市面上的太陽能車
在澳洲有一群熱愛太陽能電動車的人，每年都會舉辦一場太陽能電動車大賽。這個比賽是
需要你駕駛太陽能電動車去橫跨澳洲大陸，從最北邊的城市達爾文到最南邊的城市阿達列
。2013年以前這個比賽大部分參賽的太陽能電動車都是一人坐的車款，不過在近幾年已經
開發出雙人座，設計也比較類似於大眾市場上跑車樣子的車型。

Lightyear- LightyearOne
https://lightyear.one/
太陽能電動車製造商-Lightyear就常常拿下這個比賽的冠軍! 這間新創的太陽能車公司從
多次的太陽能電動車大賽中汲取了很多的經驗，來製造他們的太陽能電動車LightyearOne
。電動車一開始的起步跟加速是最花電力的一個階段，在市區的環境低速行駛下的環境中
，一般的電動車也需要花更多的電量去克服風阻，如果是高速行駛的環境中，電量也會消
耗得更快。這台LightyearOne本身設計的就非常的流線，盡可能地去降地風阻與最佳化空
氣動力。車頂和引擎蓋的這個部分也整合了五平方公尺的太陽能板，再加上他在設計上使
用很更多輕量化的材料，像是鋁合金跟碳纖維等等。另外為了要讓車子的動力更有效率同
時兼顧輕量化，LightyearOne在四個輪胎中都另有獨立的馬達設計。在Lightyear CEO
Lex Hoefsloot的訪談中就有提到說，他們的設計核心重點就是輕量化與最大化車子動力
的效率。LightyearOne跟傳統電動車比起來，LightyearOne的電池重量是傳統電動車電池
重量的一半，整體車子的重量也可以做到傳統電動車的一半。Lightyear團隊目前在荷蘭
實驗的結果是，如果把一年用車子太陽能板充的電換算成里程數的話，大約就是10,000公
里。如果是像陽光比較充足的地方像是澳洲或者是美國加州的話，一年太陽能板充電換成
的里程數大約就是20,000公里。看完這些數據後，你應該也很好奇這一台車要賣多少錢，
目前Lightyear的策略也是像Tesla一開始的專攻高端市場的策略，目前Lightyear One的
售價是$170,000美元，也真的是搶錢啊。不過他們也有表示在未來也會生產比較符合現在
消費者大眾市場的太陽能電動車。

Sono Motor - Sion
https://sonomotors.com/en/sion/
還有一台大家比較容易負擔的起的德國太陽能電動車。由Sono Motor所生產的Sion，目前
還是在開發樣板車的階段，估計起價是$29,000美元。Sion車體的設計就是像是一般家用
轎車的設計。設計理念就是開發出一款適合城市通勤的小型太陽能電動車，像是在美國或
者是歐洲，如果是在城市地區，每天的通勤也大概就是25-35公里。車身為了要達到輕量
化，Sono也把太陽能板整合在目前他們開發出來的碳纖維聚合物上，去取代傳統車的金屬
板金。目前Sono開發出來的太陽能板的重量是每平方呎4-8公斤，對比傳統車的板金是每
平方呎5-12公斤，真的是輕上了不少。在造價上，Sono是宣稱這種材料的造價可以接近一
般傳統車的板金，材料強度也可以達到一般板金的強度。所以他們連車門的地方都有用上
了他們的聚合物柔性面板，去最大化增加整理可以接受太陽照射的有效面積。另外Sono也
正在開發一種技術是可以讓車子互相充電，或者是使用太陽能充飽電後可以把電力傳輸回
給電網的技術，基本上就是整台車就是一個行動太陽能板的概念了。

Toyota
https://global.toyota/en/newsroom/corporate/28787347.html
在市場上也不是只有新創公司在研發太陽能電動車，Toyota也試著與夏普正在開發一款具
有ThinFilmTripleJunction技術的太陽能車，這種太陽能板據稱是擁有34%的效率，對比
他們傳統由矽晶圓做成的太陽能板只有22.5%，多上了十個百分點。

漢能


https://is.gd/evuzB2
在中國的太陽能板製造商漢能，也正在使用薄膜太陽能的技術在開發太陽能電動賽車，
Aston Martin GTE。目前他們的Prototype的車子每天可以從薄膜太陽能板上發電8-10千
瓦小時。

以上純分享。 你覺得未來的太陽能技術，會是電動車的標準配備嗎?

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