文档介绍：太阳能汽车的应用实验
摘要：太阳能作为可再生能源，已广泛地应用在太阳能发电、太阳
能集中供暖、太阳能建设及太阳能汽车等方面。其中太阳能汽车虽然还有
许多性能不完善，但是今后新能源汽车发展方向之一。在本实验中，将建
立由太阳能发电、蓄能及负载系统，即太阳能小车。通过实验测量，了解
太阳能电池板的基本性能，掌握不同电性能太阳能电池之间的组合方法和
规律；掌握太阳能小车充、放电的效率、时间和其运动特性。以作为今后
进一步改进的基础。
关键词：太阳能电池板（Solar panels）蓄电池（battery）电动机
（Motor）太阳能汽车（Solar cars）
一、引言
太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能源。自地球形成生
物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，
并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有
意把太阳能进一步发展。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。目前我国
的新能源政策也大力推广太阳能应用。
太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，
太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点，太阳能汽车被诸多国
家所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。
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因此，我认为太阳能汽车将是取代传统动力汽车的形式之一。但是现
在的太阳能汽车技术还不完善，距实际应用还有较大距离。主要表现在什
么方面呢？
所以我将做一个太阳能汽车的模型，并加以实验和研究。
二、研究目的及构思
设计并建立由太阳能电池板、蓄电池和汽车电动机构成的太阳能应用
系统，即组装成太阳能小车一辆。通过测量太阳能电池板充、放电时电压
和电流的特性，初步掌握太阳能发电和应用的一些规律和知识。通过测量
小车的运动特性，简单评价当今太阳能汽车的现状。
三、研究方法和分析
1、研究对象
①元器件选型
太阳能电池是一种直接将太阳能转换成电能的半导体器件。目前，广
泛应用的为单晶硅和多晶硅太阳能电池，也是这次实验的主要元器件。在
初期设计时，想组装成 12V 太阳能小车。这将首先选型 12V 的太阳能电池
板。但由于市场当时无货。只好将两块电压参数不一样的太阳能电池板进
行串联使用。具体各元器件及参数为：单晶硅太阳能电池板两块（6V 2W，
10V 2W；每块电池板的外形尺寸：213mm*92mm*）；蓄电池一个
（ 1350mAh）；直流电动机（12V 250rpm）；由乐高搭成的小车一辆。
如图 3-1、图 3-2 和图 3-3 所示。
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图 3-1 太阳能小车元器件实物图
图 3-2 太阳能小车实物图
_ 太阳能 +
电池板
M
图 3-3 太阳能小车电路图
—直流电机两个
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②成本估算
如果忽略不计乐高小车及导线的成本，太阳能小车的主要成本为：太
阳能电池板、蓄电池和电动机。其各自采购成本占总成本(280 元)的 29％、
39％和 32％。可看出蓄电池最贵。
2、实验工具
实验中主要使用的测量和实验工具为：Fluke73 和 Uni-T 万用表各一块；
ZX21 型电阻箱一台（0~，等级级）如图 3-4 所示；数码相机
一个；30W 电烙铁一个；鳄鱼夹及导线若干。
图 3-4 标准电阻箱
3、太阳能电池板电性能实验
①单块电池板电性能实验
测量电路图见图 3-5 所示，调节电阻箱电阻阻值，读出电流表和电压
表数值，测量结果见表 1 所示。由此可分别得出 6V 太阳能电池板的开路
电压 U 开路=，短路电流 I 短路≈370mA ; 10V 太阳能电池板的开路电
压 U 开路=，短路电流 I 短路≈240m