自从我买了Tesla Model3以后，身边常常会有朋友看到我的车就会问我一个问题，"那电
动车有可能配备太阳能板，去达到电力自给自足的这个目标吗?" 所以想说就来跟大家讨
论一下"太阳能电动车"的实际性跟分享正在开发的几款太阳能电动车的资讯。
影片好看版：https://youtu.be/9eOBCWFbRyY
-太阳能车的实际可行性
2017年，Elon Musk发表了演讲说，Tesla可以提供客户去选购的太阳能板装在他们自家的
电动车Model3上面。不过很快的，他马上又反驳了自己说，让Model3装上太阳能板不是非
常的有效率。原因是因为Model3的车顶整体的面积并不大，而且车子大多数的时间是会在
室内而不是室外，可以直接接受到阳光的照射，所以这并不是一个很有效率的做法。不过
在Tesla Cybertruck推出之后呢，Elon Musk又再度的把太阳能车的可能性给提出来了，
这次他确定说Cybertruck会提供太阳能板可以加装在车顶的选项。他是这样说的，太阳能
板大概可以帮助车子一天多走15英里，甚至是更多，那如果再加上折叠式的太阳能板的技
术的话，则是一天可以多行驶30到40英里。目前在美国市场上已经有消息指出说，美国的
军方会开始向Tesla订购并生产军用的Cybertruck。并且使用这项太阳能技术了，所以基
本上，普及到民用也是指日可待啊。
要讨论太阳能车的可行性之前，我们先来了解一下太阳能车充电的效率跟计算一下，多了
块太阳能板可以帮车子多行驶多少里程?目前整个地球的陆地表面面积大概是1.97亿平方
英尺。而太阳每小时照射到地球表面的辐射能量，是大过于全部世界人口一年加起来所有
的用电量的。 不过回过头来看我们车子的车顶的面积，可用的发电面积大概只有3-10平
方公尺。我们先设定一平方公尺的正方形太阳能板上面，阳光直接照射的一小时所产生的
太阳能有一千瓦小时。不过现实中，我们是不可能达到这样的效率的，目前在市面上你能
找到最有效率的太阳能板系统大概也就是20%左右的光能转电能的效能。我们今天就拿
Tesla Model S举个例子，Model S的车顶大概是五公尺长乘以两公尺宽的面积。我们就假
设车顶可以完全装上一块这样尺寸的太阳能板，然后也假设说你的车是正停在烈日当头的
太阳底下，最佳化的情况，照射了10千瓦的光能去乘以刚刚提到的最佳太阳能板效率20%
，也就是你大概能产生2千瓦的电力。那你如果计算说每天你的车就这样刚好在太阳正底
下五个小时，你可以获得10千瓦小时的电力。长里程版的Tesla Model S电池电量是100千
瓦小时，所以基本上你的太阳能板在大太阳下，充了五个小时的电也只能帮你充到10%的
电量。以长里程版的Model S大概跑402英里来看，理想中加上太阳能板就是可以跑440英
里左右。不过这些都还是非常理想的状况，也就是一块５乘２平方公尺的太阳能板才能达
到的里程数，事实上你能在车顶铺上太阳能板的面积是比这个还要小很多的，再加上车子
不像是房子就固定在那边，车子如果是在移动中的话，就会有更多太阳角度跟照射面积的
变换，就会有更多不能预测的状况导致发电不稳定。所以基本上就算你的Tesla有了一块
太阳能板，你还是需要在家里充电或者是到充电站充电的。
-太阳能车的设计方向
所以我们想要生产一辆太阳能电动车，他最基本的要求就是你需要整合太阳能板到车顶，
除了可以停在室外的停车场充电以外，我们还希望驾驶的过程中也可以同时充电。事实上
如果就从车子设计的角度来看，太阳能电动车在电池的设计上是比传统电动车有优势的，
因为如果车顶有了太阳能板可以帮车子充电，那在电动车的整体电池大小就可以减少，做
到轻量化，这样就可以大幅降低整体车子的重量，所以车子在行进中，也会较省电。可是
轻量化设计要克服最困难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产
生48兆焦耳的能量。而目前的一公斤的锂电池的功率密度则是0.3兆焦耳。所以汽油的功
率密度还是大概是一百多倍的锂电池。这也就是为什么我们一般都会看到飞机还是使用航
空汽油，除非是电池产业有很突破的进展，不然我们应该也不太可能会看到电动飞机了。
另外就是整合太阳能板的技术，太阳能车的设计绝对也不会是用传统的太阳能板，而是使
用薄膜太阳能板或者是柔性太阳能板。像是目前NASA的Jet Propulsion Lab和Brigham
Young University就正在合作开发一款折叠式的太阳能板。这款折叠式的太阳能板原本是
被设计在太空中使用的。目前也有车厂正在考虑植入这种比较轻便的太阳能板技术。
不过就像我们刚刚提到的，太阳能电动车的设计，电量的使用效率永远是最重要的一环。
设置怎么样的电池大小跟车身重量的关系，就是最重要的设计重点。所以在设计上就必须
要重新设计，而不是考虑在现有的电动车上再加上太阳能板，更多的是要考量到如何轻量
化车身跟降低风阻。
-目前市面上的太阳能车
在澳洲有一群热爱太阳能电动车的人，每年都会举办一场太阳能电动车大赛。这个比赛是
需要你驾驶太阳能电动车去横跨澳洲大陆，从最北边的城市达尔文到最南边的城市阿达列
。2013年以前这个比赛大部分参赛的太阳能电动车都是一人坐的车款，不过在近几年已经
开发出双人座，设计也比较类似于大众市场上跑车样子的车型。
Lightyear- LightyearOne
https://lightyear.one/
太阳能电动车制造商-Lightyear就常常拿下这个比赛的冠军! 这间新创的太阳能车公司从
多次的太阳能电动车大赛中汲取了很多的经验，来制造他们的太阳能电动车LightyearOne
。电动车一开始的起步跟加速是最花电力的一个阶段，在市区的环境低速行驶下的环境中
，一般的电动车也需要花更多的电量去克服风阻，如果是高速行驶的环境中，电量也会消
耗得更快。这台LightyearOne本身设计的就非常的流线，尽可能地去降地风阻与最佳化空
气动力。车顶和引擎盖的这个部分也整合了五平方公尺的太阳能板，再加上他在设计上使
用很更多轻量化的材料，像是铝合金跟碳纤维等等。另外为了要让车子的动力更有效率同
时兼顾轻量化，LightyearOne在四个轮胎中都另有独立的马达设计。在Lightyear CEO
Lex Hoefsloot的访谈中就有提到说，他们的设计核心重点就是轻量化与最大化车子动力
的效率。LightyearOne跟传统电动车比起来，LightyearOne的电池重量是传统电动车电池
重量的一半，整体车子的重量也可以做到传统电动车的一半。Lightyear团队目前在荷兰
实验的结果是，如果把一年用车子太阳能板充的电换算成里程数的话，大约就是10,000公
里。如果是像阳光比较充足的地方像是澳洲或者是美国加州的话，一年太阳能板充电换成
的里程数大约就是20,000公里。看完这些数据后，你应该也很好奇这一台车要卖多少钱，
目前Lightyear的策略也是像Tesla一开始的专攻高端市场的策略，目前Lightyear One的
售价是$170,000美元，也真的是抢钱啊。不过他们也有表示在未来也会生产比较符合现在
消费者大众市场的太阳能电动车。
Sono Motor - Sion
https://sonomotors.com/en/sion/
还有一台大家比较容易负担的起的德国太阳能电动车。由Sono Motor所生产的Sion，目前
还是在开发样板车的阶段，估计起价是$29,000美元。Sion车体的设计就是像是一般家用
轿车的设计。设计理念就是开发出一款适合城市通勤的小型太阳能电动车，像是在美国或
者是欧洲，如果是在城市地区，每天的通勤也大概就是25-35公里。车身为了要达到轻量
化，Sono也把太阳能板整合在目前他们开发出来的碳纤维聚合物上，去取代传统车的金属
板金。目前Sono开发出来的太阳能板的重量是每平方呎4-8公斤，对比传统车的板金是每
平方呎5-12公斤，真的是轻上了不少。在造价上，Sono是宣称这种材料的造价可以接近一
般传统车的板金，材料强度也可以达到一般板金的强度。所以他们连车门的地方都有用上
了他们的聚合物柔性面板，去最大化增加整理可以接受太阳照射的有效面积。另外Sono也
正在开发一种技术是可以让车子互相充电，或者是使用太阳能充饱电后可以把电力传输回
给电网的技术，基本上就是整台车就是一个行动太阳能板的概念了。
Toyota
https://global.toyota/en/newsroom/corporate/28787347.html
在市场上也不是只有新创公司在研发太阳能电动车，Toyota也试着与夏普正在开发一款具
有ThinFilmTripleJunction技术的太阳能车，这种太阳能板据称是拥有34%的效率，对比
他们传统由硅晶圆做成的太阳能板只有22.5%，多上了十个百分点。
汉能
https://is.gd/evuzB2
在中国的太阳能板制造商汉能，也正在使用薄膜太阳能的技术在开发太阳能电动赛车，
Aston Martin GTE。目前他们的Prototype的车子每天可以从薄膜太阳能板上发电8-10千
瓦小时。
以上纯分享。 你觉得未来的太阳能技术，会是电动车的标准配备吗?