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在特斯拉電動卡車上裝太陽能板,能讓它自給自足、無限暢跑嗎?

2017-11-23 16:20:18 太陽能發電網
是時候來做點數學運算了。

編者按:在特斯拉新推出的電動半掛卡車Tesla Semi上面裝上太陽能電池面板會怎樣?近日《連線》雜志上發表了一篇文章,作者RHETT ALLAIN對這一可能性進行了估算認為,這一個措施是行不通的。文章由36氪編譯。


  特斯拉一直在做很酷的事情。排在第一位的就是該公司最新推出的一款全電動半掛卡車Tesla Semi。這聽起來可能是個愚蠢的想法,但我不這么認為。你只需要想一下全國各地的貨物運輸量就行了。雖然說火車會更高效,但卡車也在其中發揮很大的作用。簡單來說,Tesla Semi可能比傳統的卡車有兩個改進之處。首先,電動卡車將明顯減少排放(這取決于能源的來源)。其次,隨著更多的汽車變得自動化,類似于Tesla Semi的卡車可能會更安全。

  但如果說Tesla Semi上安裝上了太陽能電池板會是一種什么樣的場景?會不會帶來更大的顛覆?

  埃隆•馬斯克已經有了一家致力于太陽能的公司——為什么不將二者聯合起來,取得更大的優勢呢?特斯拉和SolarCity已經攜手合作,建立一個包含太陽能電池板、家用電池和電動汽車等統一的能源系統。難道會想不到在卡車的表面上安裝一些太陽能電池板,讓它更有效率嗎?不過,具體原因我們不得而知。只能自己來研究學習——所以我打算估算一下在Tesla Semi車頂上安裝太陽能電池板會有什么影響。

  能從車頂上獲取多少功率(Power)?
  你能從卡車上的太陽能板上獲得多少功率與能量(這是兩種不同的東西)?首先,我想我應該指出功率和能量之間的區別。功率是你從太陽得到能量的速率。在地球表面,太陽發出的光每平方米產生1,000瓦特。在能量方面,這是1,000焦耳每秒(假設面板的效率是100%,其實不是)。

  太陽能電池板產生的平均功率取決于幾個因素:更大的太陽能電池板能提供更多的能量(這似乎是顯而易見的);但這也取決于陽光照射面板的轉化效率和角度。目前市面上最好的面板大約是20%的效率,而且當光線垂直于面板時,它們的效果最好。

  利用這些假設,讓我們用一些數值來估算一下從Tesla Semi車頂上獲取的來自太陽能的功率。

  首先,我需要估算一下尺寸。我想說的是,太陽能電池板應該會覆蓋了Tesla Semi的整個頂部。由于車輛的標準尺寸有明顯的不同,我假定有2.6米寬,15米長,總面積為39平方米。其次,我需要陽光的入射時間和平均角度。我假設8小時的時間,在60度上。這顯然是對問題的過度簡化,但對于粗略的估計來說已經足夠好了。哦,我也會用20%的轉化效率。

  從照射面積,太陽光的角度和轉化效率,我可以計算出平均功率:

  因為總能量是功率和時間的產物(以秒計),我得到的能量是112 x 106焦耳(112 MJ)。但這是否足以維持卡車運輸?

  Tesla Semi的電池容量有多大?
  為了讓卡車的太陽能電池板有意義,你從太陽能板上獲得的能量將需要會對儲存在卡車電池中的能量有重要意義。不幸的是,特斯拉沒有給出Tesla Semi的電池容量大小。我只需要估計一下。

  這是我所知道的:它有500英里的續航里程,有點像柴油卡車(但可能會更符合空氣動力學)。所以,如果我能估算出傳統卡車行駛500英里的能量——那應該和儲存在電池里的能量差不多。

  根據維基百科,一輛時速70英里的卡車需要280馬力(這是2.09 x 105瓦)。以這樣的速度,行駛500英里需要7.14個小時。因為我知道功率和時間(我可以轉換成秒),我可以計算能量。

  好吧,這需要很多的能量。雖然太陽能電池板的能量看起來很有價值,但它只占電池總能量的2%。當然,在計算中很有可能我做出了一些糟糕的估計——但這可能并不重要。即使我的電池容量減少了5倍,這也仍然只占電池總容量的10%。這意味著,為了給整個電池充滿電,需要80個小時,而不是8小時。

  對不起,埃隆,這是行不通的。


作者:chiming 來源:36Kr 責任編輯:wutongyufg

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