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非常时期,用太阳能电池和电动汽车代替电力的可行性丨硬核生存指南

2022-08-13 00:00 作者:变革者FPS  | 我要投稿

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对于战争年代电力和石油匮乏的困境,有些人表示不信。他们认为电力很好解决(即便再过一百年,战争年代的电动汽车还是一堆垃圾)。好几个人给我留言说,战争年代只需要放一块太阳能电池板,给特斯拉电动车充电,就可以源源不断提供能量,这样电动汽车就可以比燃油车更实用。


也有人认为太阳能电池足可以提供足够的日常家用,尤其是夏天炎热季节,空调是耗电大户,若是用太阳能电池,太阳照射越厉害,发电就越多,空调制冷就越充足。


如果你家有充足的面积可以放置太阳能电池板,有足够位置停放电动汽车,当然没问题。在草原和沙漠,很多人都是这么做的。



02


我们计算一下,如果在家里用太阳能电池带动空调,大约需要多少面积的太阳能电池板。


先确定空调功率。以美的立式空调的某款为例。3匹变频一级能效,制冷功率2320W,制热功率为3000W。因此,为了保证正常使用,建议按照3000W来计算。


冬季,在全天情况下,要保证空调正常运行,输送到空调端的功率最起码要刚好满足3000W,因此,全天24h运行,每天需要72度电。

由于从组件到光伏系统到最后的发电量,存在一个发电效率(也即系统效率),用PR来代替,大型系统一般在85%左右,对于分布式,我们假定系统的PR值为90%。

通常情况下,所说的组件功率是指,在1000W/m²,5℃的情况下的组件的发电功率。


实际上,平时我们所接收到的太阳光辐射轻度基本上没有达到这么高,需要将全年中所有的太阳光辐照能量进行标准转化,转换为1000W/m2下的辐照时数。


不同城市全年转化后的标准辐照小时数不同。


郑州为1333.9h,重庆为886.1h,长沙为1110.2h,长春为1402.0h,广州为1167.2h,杭州为1205.7h,昆明为1541.8h。

采用以上几个城市的平均近似值1250h来计算。


由于1250h是标况下全年光照时数,因此需要除以365得到每天光照时数,为3.42h/天。由于全年平均每天要在3.42h内发电80kWh,因此,每小时需要发电量为23.4kWh,因此,对应组件的发电功率需要23.4kW。

目前太阳电池效率按照最高值22.5%去计算。


目前每平方米对应的组件功率为220W,即220W/m²。


23400W÷220=100m²。


一百平方米的发电面积,就足够满足一台3匹空调长期使用的电量。


不过,若是在光照时间较少的重庆,至少需要150平方米。若是太阳能电池效率较低,或者安装都角度受限制不能很合适,那么可能需要更大的面积,比如200平方米。


由于太能能电池不能储存电能,需要庞大的电池组。单独买个电池组很贵,不如用一辆电动汽车代替。



03


电动汽车是世界上最好的移动电源。不仅可以储存海量的电能,还可以随时当汽车用。若是有几辆电动汽车当移动电源,停电的时候用电动汽车给手机充电,基本上够用一辈子。


电动车作为太阳能电池的储能设备,晚上给空调和其他家用电器供电,也是一个很好的方案。


特斯拉电池容量在65千瓦时到85千瓦时之间。个别车型可以达到100千瓦时。


但是有些以长续航为卖点的电动汽车电池容量比特斯拉更大,很适合作为太阳能电池储能,让空调晚上也可以用。


空调一天大约需要78千瓦时电能。为了可以在没有太阳的24小时使用空调,太阳能汽车的电池容量应该在80千瓦以上。


下面列出一些实用的车型。


蔚来ES6 电池储能84千瓦时蔚来ET7, 150千瓦时广汽埃安AION X  PLUS 144千瓦时红旗E—HS9 120千瓦时奔驰EQS 111千瓦时宝马iX, 111千瓦时


江南的居民或许会想到一点:若是遇到梅雨季节,连续几天阴雨绵绵,根本晒不到直射的太阳,这种情况下怎么办?


遇到这种情况,最简单的办法是增加储存电能的设备,也就是增加电动车的数量。


一辆电动车的电能大体上可以让包括空调在内的家用电器用一整天。如果你准备三天阴雨天,就买三辆电动汽车。如果你准备在极端情况,比如半个月的梅雨天,那就买十五辆电动汽车。


尤其是上海这种地方,电动车车牌免费。如今一辆电动车,电池和各种国家、地方政府的补助最多的高达8万,上海一个车牌的市场价就价值10万,所以上海买一辆电动车就等于享受18万国家补贴,你若是买15辆电动车,就等于白挣了270万人民币的补贴。既然电动车如此合算,为何不多买几辆呢。


何况跟上海市区的房价比,电动汽车真是便宜得跟白送一样。以特斯拉特斯拉model s 电动汽车为例,长度是4.75 米,宽度1.921米,总面积9.1平方米。这个面积的房价,在徐汇区要100万人民币。


如果你买一些杂牌的电动汽车,可能只需要25万,价格只有房价的四分之一,这比买房便宜多了。所以为什么不多买几辆电动汽车当房子呢。


当然,更好的选择是买一堆上汽大通V80纯电动车版,选最高、最长的版本,里面铺床当卧室也可以,做办公室也可以,当储物柜也可以,你计算一下就知道比上海的房价便宜太多了。



04


但是,如果你家没有可以铺设太阳能电池的地方,也没有足够的停车场,这种方案就不太现实。


你家有一百平方米的屋顶可以铺设太阳能电池板吗?楼顶上的面积允许你一个人占用吗?在上海这种大城市住高楼,要在楼顶搞100-200平方米铺设太阳能电池是很难的。


如果你家里有有个院子或小花园,你舍得把100—200平方米的面积用来铺设太阳能电池吗?


一般情况下,在上海只有住大别墅的人才有条件在家里搞个100多平方米的太阳能电池。但是对于别墅用户而言,三匹的空调可能不够用,要想爽快使用空调,可能要增加到9匹。那么就得有200到300平方米的面积,以及2辆以上的特斯拉或别的电动汽车当储能电源,才能保证晚上可以用空调。


若是希望梅雨季节半个月不见太阳也可以随意用电,可以买20辆或30辆电动汽车,想怎么用电就怎么用。反正是国家补贴,买得越多占便宜越大。


至于买不起别墅的普通百姓,或许只能在上海市区买一个100平米的高层小套房,他唯一可以用于太阳能电池板的面积大约是挂在阳台外面的4平方米。考虑到角度不合适,实际上等效于2平方米的面积。


这么一点太阳能电池用来给手机充电毫无问题,绰绰有余。但是若想在家里使用空调,或者日常给特斯拉充电,就有点困难。


你需要给特斯拉充电一个月,大致上可以充满,然后出来开车三小时就得回去继续充电。


若是不开车,特斯拉里面储存的电能足够你空调用大半天。也就是说,每个月你家有一天可以用空调。


所以你若是住在上海这种大城市,家里没有别墅,没有自己的大屋顶,指望战争年代停电后用太阳能电池开电动车、带空调,这是很大的奢望。


不过,若是住在乡下农民房,这就不是问题。太阳能电池和特斯拉电动车,是农民的福利。

更好的是住在荒无人烟的沙漠。如果你你自驾去过大西北,就能看到路边沙漠上有蔓延几公里的太阳能电池板。住在这些地方,太阳能才是真正实用的能源。


那地方停车也方便。买上几十辆电动车,充满电放在那里,想怎么用电都可以。



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