第五章其他能源動力

1、其他能源動力其他能源動力1、太陽能汽車、太陽能汽車 l太陽能汽車使用太陽能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能，電能會在儲電池中存起備用，用來推動汽車的電動機。l太陽能電池依據(jù)所用半導體材料不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是硅太陽能電池。 1.1 太陽能電池太陽能電池l硅太陽能電池能把10%15%的太陽能轉(zhuǎn)變成電能。 l美國已研制成光電轉(zhuǎn)換率達35%的高性能太陽能電池。l澳大利亞用激光技術制成的太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換率達24.2%，而且成本與柴油發(fā)電相當。l設計太陽能汽車的主體時要讓阻力達到最小值。而使太陽能與陽光的接觸比達到最大值，重量要盡量小而安全系數(shù)盡量達到最高。l太陽能陣列

2、是太陽能汽車的一種資源。陣列是由許多PV光電池板（通常有好幾百個）組成。這些光電池板是將太陽能能量轉(zhuǎn)變成電能。每一組使用太陽能光電板技術的一種來制造陣列。l一個太陽能光電板能將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋９庾釉谌展庀庐a(chǎn)生能量帶動電子從一個半運動的金屬粒子的一層轉(zhuǎn)移到另一個層面，電子的運動產(chǎn)生了通用的電力。 1.2 太陽能汽車的系統(tǒng)構造太陽能汽車的系統(tǒng)構造 六個基本系統(tǒng)構成：l1、駕駛控制系統(tǒng)，l2、電氣系統(tǒng)，l3、驅(qū)動器系統(tǒng)，l4、機械系統(tǒng)，l5、太陽能陣列系統(tǒng)，l6、汽車軀體和底盤l大多數(shù)太陽能汽車使用的發(fā)動機是雙線圈交流（DC）無刷機，這種交流（DC）無刷機是相當輕質(zhì)的材料機器，在額定的RPM（每秒

3、轉(zhuǎn)速）達到98%的使用效率。l在太陽能汽車里有三個基本類型的傳動力方式的變化：1、單減引導式驅(qū)動，2、變頻履帶式驅(qū)動，3、軸式驅(qū)動。 l最初的挑戰(zhàn)就是如何制造出一個高效的太陽能汽車底盤，從而使其強度和安全度達到最佳，并且重量最小。每一公斤的重量都需要足夠大的能量使得在路面上移動。這就意味著工作組力求使車子的重量減到最小。而這個關鍵的部位就是汽車的底盤。然而，安全是一個基本的要求，底盤必須具有嚴格的強度和安全系數(shù)要求。通常，有三種類型的底盤使用在太陽能汽車上。1、空間框架結構2、半單體橫造或碳纖維3、單體橫造2、氫能汽車 l氫能汽車是以氫為主要能量作為移動的汽車。一般的內(nèi)燃機，通常注入柴油或汽油

4、，氫汽車則改為使用氣體氫。燃料電池和電動機會取代一般的引擎，即氫燃料電池的原理是把氫輸入燃料電池中，氫原子的電子被質(zhì)子交換膜阻隔，通過外電路從負極傳導到正極，成為電能驅(qū)動電動機；質(zhì)子卻可以通過質(zhì)子交換膜與氧化合為純凈的水霧排出。這樣有效減少了其他燃油的汽車造成的空氣污染問題，高速車輛、巴士、潛水艇和火箭已經(jīng)在不同形式使用氫。另一方面能源從來都是個問題，近年來，國際上以氫為燃料的“燃料電池發(fā)動機”技術取得重大突破，而“燃料電池汽車”已成為推動“氫經(jīng)濟”的發(fā)動機。2.1 氫內(nèi)燃車氫內(nèi)燃車l氫內(nèi)燃車是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機車的帶小量改動的版本。氫內(nèi)燃直接燃燒氫，不使用其他燃料或產(chǎn)生水蒸氣排出。這些車的問題是

5、氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數(shù)英里，很快便沒能量。 1.2 氫燃料電池車氫燃料電池車 氫燃料電池現(xiàn)在可以使用的主要有這樣幾種：1、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC） 1980年研制成功，在650攝氏度下工作，把熔融碳酸鹽作為電解質(zhì)，把送到正極的二氧化碳作為離子載體。不需要催化劑，而且可以使用天然氣等其他氣體燃料。但是啟動時間較長。2、固體氧化物燃料電池（SOFC） 1980年研制成功，電解質(zhì)為含有氧化鋯等成分的固體陶瓷材料。工作在8001000攝氏度的高溫，離子可以通過陶瓷材料。不需要鉑等催化劑。也可以使用其他氣體燃料，啟動時間也較長。3、磷酸燃料電池（PAFC）1967年研制成功，工作

6、溫度接近200度，需要催化劑，電解質(zhì)為磷酸水溶液，在飯店和醫(yī)院使用較多。4、固體高分子燃料電池（PEFC） 目前投入研究力量最大的電池，電解質(zhì)為高分子樹脂薄膜，可以實現(xiàn)小型化。工作溫度在100度以下，但是需要催化劑。也可以使用甲醇。啟動時間也最短。3、電動汽車、電動汽車 l電動汽車是指以車載電源為動力，用電 機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。電動汽車的優(yōu)點是：它本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量 換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關技術。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。3.1電動汽車結構電動汽車結構l電動汽車