第 2 节
作者:水王      更新:2023-06-28 13:57      字数:4723
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  因此我现在这儿讲三个问题,第一个问题是在传统的汽车上就是太阳能怎么利用它,这个人们已经有许多办法。第二个问题太阳能做充电站,这个已经国外用得比较多了,特别是美国的西部和中西部有一大片的沙漠地区,亚利桑那那个地方有沙漠,沙漠里那个太阳能是非常充分的,它们在利用这个,当然美国不缺油。但是它们也得研究这个,作为能源安全问题,在研究这个问题。第三个问题就是我们现在比较热的燃料电池汽车。国家花了很大的钱,国际上很大的热点,就是认为燃料电池车能够代替现在的燃油车,作为21世纪后的半期主要电汽车的能源。它是烧氢的,那个氢从哪儿来?可以从太阳能制取。因为太阳能无论是干什么,它都不能把它存起来,太阳一下山就没有了,因此怎么把太阳能给存起来,用蓄电池现在价格比较贵。因此把太阳能怎么变成一个别的燃料,把它存起来,这是我们也要想像的办法。
  我们先来看第一个,传统的车上太阳能的利用,它是作为辅助动力系统用的。什么叫辅助动力系统呢?不是作为汽车的驱动力。一个小轿车,我们最简单的一个夏利车,它大概有35千瓦的动力,你想我们太阳能有多少,夏利的那个动力很差,不过看我们的桑塔纳,那大概有七十个千瓦,最差的我们212吉普车过去也是六十个千瓦。你这太阳能有多大的面积呢?一般都是在五十千瓦左右,而太阳能发的功率比较小,因为1平方米才有一个千瓦,转化率就算是20% ,最高的才200瓦。一个桑塔纳汽车上也就是3到4平米,所有的地方都贴上,3到4平米就算5平米,那才一个千瓦呢,这一个千瓦是不足以推动这个汽车用的,因此说我们在传统的目前的汽车上,贴上太阳能板能干什么,这一个千瓦能干什么呢?第一个它可以做辅助动力用,例如可以给我们那个电池可以充电,辅助电池可以充电,12伏的电池。第二个车停在那儿的时候,如果有太阳的话,那个车里头温度很高,它可以带动风扇排风。另外由于太阳能的作用,它里面的温度就没那么高了。因为太阳能毕竟把百分之十几—百分之二十的热量已经吸收掉了。因此可以起这些作用,我们的意思是做辅助动力用的,带动风扇,带动空调里面的电扇,它不能带动空调里面的压缩机,因为空调里的压缩机好几个千瓦,只可以带动空调里面的电扇。这是可以做一些辅助动力用,它不能作为主动力用,主要就是它的面积太小。因此要在传统的汽车上,用太阳能作为动力,那是不可能的,只能做辅助动力用。或者在一些特殊的车上,因为大家知道,德国的大众公司,它那个前总裁在下台之前,说他一定要实现一升车这个梦想,什么叫一升车呢?百公里油耗一升,那么大家想这个几乎是不可能,但是他已经实现了,那个车做出来,从他的总部狼堡开到汉堡,开了将近两千公里,平均油耗百公里0。96升,做到这个东西了,但是它的能耗是很低的。当然发动机的效率也比较低。这个车很轻只坐一个人。因此这个能量再加上一些电池,我估计是有可能实现的,但是不是传统的车,肯定不是我们现在车改装一下就可以作为这个用,这肯定是不可能的,这一点我可以明确地回答,就是不可能做到这一点。因此我们有时候到一个地方,有些人就说你们这个车怎么能才坐一个人,怎么进入家庭,我说这个车不是进入家庭的,要进入家庭那咱们另当别论,另外再设计,目前的车贴上太阳能板这个车不能进入家庭。
  第二个问题,大家看一看这个车上,就是我们奥迪公司生产的一种车顶配有太阳能发电系统的一辆车,这个车的一些原理是什么呢?就是欧洲现在要取消空调,为什么呢?氟里昂不能用了,因为氟里昂是破坏臭氧层的,发达国家已经不让用了,中国还可以再用两年,因此它要在空调系统做改动,它很复杂,它干脆给上面贴个太阳能板,这个太阳能板干什么呢?就是带着风扇在进行通风,车停在那儿,太阳能板在发电,发电带动里面的抽风机,就把里面的热量就抽出来了。这样的话就可以使这个车温度保持比较低,这是用这个用的,这是传统的汽车上用太阳能板的。还有一个就是概念性的电动车,这是日本的一个教授设计的,这个名字叫Luciole,这实际是一个萤火虫的意思,它的颜色像萤火虫,它的顶儿上帖的是太阳能板的,它的太阳能板是干什么用的?给它的电池充电。这个车在北京展览过,它上面有大概将近一平方米的那个太阳能板,当然那个太阳能板可能转化率是比较高的,因为它做的概念车,钱是比较多的,它能够产生一定的电,主要是它给它的辅助12伏的电池充电的,当12伏电池满了以后,12伏电池反过来会给它那个主电池充电,这就是太阳能电池在车身上贴的,用做以辅助电池充电的一个系统,你看这个车很细长,它那个位子是两个座,是前后坐的,不是一排能坐两个人的,为什么呢日本这个车是有用途的,有些挺小的日本的东京和京都一些小街道,那个街道很窄,这个车过不去,那个地方也不许一般的车走,为什么呢,那都是文物,好多建筑是我们唐朝时候,那个鉴真和尚在那儿去住的,那是不许车进的,但是它这个车可以进去,为什么呢?它是电动车不排放废气,这个车的宽度大概将近一米,它可以进去很小的胡同,这个里面有太阳能。
  第二个我们看一下太阳能充电站的应用,因为太阳能虽然供应密度大,但是充电站的房子是很大的,例如我做一个30平方米的一个太阳能板,它发出的电可以为一个电动汽车充电,有太阳的时候把车搁那儿,直接给那个电池充电或者现在做的这个电动汽车,有两套电池,一套电池在用,一套电池就搁在充电站那个地方。这样的话就可以用换电池的办法,使太阳能给电池充电,给蓄电池充电。当你用完以后把这个电池搁在这儿,把另外一套充足以后给它,这样的话就是这个电动车用的是太阳能,它是电能,但是这个电能是从太阳过来的,但是我们还把它不叫太阳能车,还叫电动车,它的电源是太阳能的,当然如果天气不好,连续的阴雨天气,它可以在墙上充电,我们这个前提是太阳比较好的时候,特别是美国的西部,那个地方和我们的塔克拉玛尔干大沙漠一样,我在沙漠呆了一个月,没有看见阴天和下雨。我是7月20号进去的,8月20号出来的,那一个月的时间里没有降一滴雨,我的印象里面。再一个是好像也没有阴天,太阳一直是非常好的,那里的温度是非常高,因此沙漠地区可以做这个,电动汽车从性能上完全可以达到汽车的要求,但为什么现在不能推广呢?就还是电池的问题,一个电池充一次电最多跑到两百公里,那还是不够的,对中国人是够的,对美国人是不够的,美国人两百多公里才一百多英里,美国人是不够的,它觉得距离还不够,上班有时候距离很长,另外它还不是很方便,加一次油就几分钟,你充一次电得好几个小时,这就很啰嗦。另外电池目前的价格比较贵,价格还是贵的,因此一般的还用不起,更重要的是没有遍于各地的充电站,你不能说我走哪儿就能加油,你走哪儿能充电吗,不行。因此你走哪儿就没电了怎么办?因为我到首都机场那儿没充电站,到那没有电你怎么回来呢,你就回不来了。因此电动汽车现在也碰到很多问题,当然电动汽车可以用各种各样先进的电池,如果电池有突破的话,这还是很容易把电动汽车给普及的。
  关于电动汽车问题我后面还要讲,这就是一个太阳能板给电动汽车充电的一个例子,你看我盖这个面积挺大的,实际这个是干什么的呢?里面的那个东西是电解水的,就是你这个电池要充满了以后怎么办?我电池充满就别再充了,我把剩下的这个电就去电解水去了,电解水出来的氢气存在旁边的那个罐子里头去,它有两种办法,你有车来充电,我就充电,没车充电我就干脆去电解水去了,电解水把氢气可以存起来,可以压缩到35个兆帕,就是350个大气压或者250个大气压存起来,这是一个例子。
  另外这是我们学校自己做的一个,电动中巴,目前在校内做公共汽车用的,清华很大,到清华办事很不方便,如果每人都开着车在里面走,那交通是非常麻烦的,因此学校就不允许一般的车走,用这个车呢,有十几辆车在校内做公共汽车用,为什么它能用呢,它在校园里跑,每天跑的里程六 七十公里,而中间还要休息一会儿,还可以去充电。这是纯电动车,当然我这不是用太阳能充的,我这充电有很大的充电房。,但是现在还是用网上的电充的,用晚上网上的电充,因为太阳能板用起来以后大概投资几十万人民币,后来说算了,咱们还是用网上充吧,一度电也很便宜,一天这个车也就充二十多度电,一度电五毛钱,没多少钱,所以你那个太阳能板猴年马月把成本能收回来呢?因此我们现在是在网上去充的电,而且一般都在晚上。因此我觉得这个车它的应用还是很好的,我们在奥运会期间也会在奥运村和运动员村做一批这样的车,而这个车外形也挺好的,外形不是北京出的,是在厦门做的,做得很好,里面有一套驱动系统用了一年多,现在反映不错。但是它这个有限度,只能在一个范围内走,千万别走出去,一个公安局也不给你牌子。第二个你跑得远没充电站了,你回不来了我就没法弄了这个,不过以后用太阳能来充电,在北京也不是不可能,特别是春天和秋天,北京的阳光非常充分,如果有钱的话,我这个项目是列入清华有一个项目叫《绿色大学建设》,我说绿色大学不能光种草 种树、种花,我说这个农民都可以做。我说这个一流大学搞这个有点就不够味,我说做一些这个绿色的交通在学校里用还是很好的,因此可以我们想办法用太阳能来充电。
  第三个问题就是太阳能要制这个燃料电池,给燃料电池供氢。从太阳能来说,因为燃料电池是用什么呢?那个“燃料”应该是打个引号的,所谓“燃料”它不是烧的,它是氢和氧在一定的条件下化合,我给大家看一看这个原理,这是一个燃料电池的工作原理。你看一边进的是氢气,一边进的是氧气,氧气和氢气在一定的条件下化合生成水,同时放出电,就是电解水的逆过程。把水里通上电,不就电解出氢和氧嘛,我把氧气和氢气再一反应,又可以生成水,同时产生电,当然这个东西是不可逆的,要可逆要有条件。例如我很容易把水从高处流到低处去,但是它自己就流过去,你要把水从低处移到高处去,那就要费劲,要花能量,一个是泵要往上搅,一个是太阳把那个水给它晒起来以后蒸发,让风再给你刮,刮到高处去,那不就变成这个样子了。电解水是通上电就可以出氢和氧气,但是氧气和氢气要化合,要生成水要变成电。这个是要有条件的,要有催化;要有温度;要有压力;要有各种各样的条件。这就是我们现在的燃料电池,它的工作温度比较低,就是七、八十度,因为它绝不是燃烧,当然说氢和氧在一起可以化合可以爆炸,可以产生能量,那个是不可控的,我这个是可控的,可以生成电。这就是我们所谓的燃料电池,有的也叫氢电池,就是这个意思。