IEA PVPS TCP 是国际能源署(IEA)下属的技术合作计划,旨在通过国际合作推动光伏技术的发展。IEA PVPS Task 17 专注于将光伏技术应用于交通领域,以减少二氧化碳排放并扩大光伏市场。
调查方法与参与者
TNO 机构对全球 110 位光伏和电动汽车领域的专家进行了调查,了解他们对车辆集成光伏(VIPV)技术的要求和期望。调查问卷包含 31 个问题,涵盖了光伏技术、VIPV 系统、安全性和可靠性、效益以及技术和市场瓶颈等方面。共有 70 位专家参与调查,回复率为 64%。
光伏技术
- 目前,晶体硅(c-Si)技术是 VIPV 的主流选择,但预计到 2030 年,叠层(薄膜/晶体硅和薄膜/薄膜)技术将占据主导地位。
- 专家倾向于在 VIPV 组件的前表面使用无金属化技术(IBC 技术),以实现更好的美观效果。
- 对于覆盖材料,屋顶组件倾向于使用玻璃,而其他表面则倾向于使用聚合物。
- 专家认为,玻璃的最大厚度应控制在 3 毫米以内,以减轻车辆重量。
VIPV 系统
- 专家希望 VIPV 组件的前表面尽可能少地显示金属,并且更倾向于使用深蓝色和黑色以外的颜色,但愿意牺牲高达 24% 的光伏发电效率来实现这一点。
- 专家认为,VIPV 组件的最小弯曲半径应至少为 1 米。
- 对于 3 平方米的光伏安装空间,专家认为最低封装电池效率应达到 20% 至 22%。
- 专家认为,效率、每年行驶里程和续航里程扩展是 VIPV 系统最重要的特性。
- 目前,VIPV 系统的最高可接受制造和安装成本为每瓦特 2 至 5 美元,而到 2030 年,这一成本将降至每瓦特 0.5 至 1.5 美元。
安全性和可靠性
- 专家认为,VIPV 系统的最低使用寿命应为 10 至 15 年。
- VIPV 系统的最大电压应低于 60 伏直流电。
- 对于可见故障(如裂纹、热点和分层),专家建议使用车身部件更换进行修复;对于性能故障(如 MPPT 故障),建议使用部分组件更换或车身部件更换进行修复。
- 专家认为,抗刮擦性、抗裂纹性和可燃性是 VIPV 设计中非常重要的安全因素。
效益
- 专家认为,VIPV 最重要的效益是减少充电次数和增加续航里程,其次是摆脱电网依赖和减少二氧化碳排放,而成本节省则被认为是最不重要的。
- 目前,VIPV 系统的合理投资回收期为 8 年,而到 2030 年,这一回收期将缩短至 5 年。
- 专家认为,光伏系统应至少提供汽车总能耗的 10%。
- 专家认为,每天至少需要增加 25.5 公里的续航里程。
技术和市场瓶颈
- 专家认为,VIPV 最大的技术瓶颈是制造复杂性以及与车辆安全标准的结合。
- 专家认为,VIPV 最大的市场瓶颈是制造成本。
总结
调查结果表明,VIPV 技术具有巨大的发展潜力,但仍面临一些技术和市场挑战。未来需要进一步降低成本、提高效率、增强可靠性和安全性,并扩大市场规模,才能实现 VIPV 技术的广泛应用。