该研究探讨了在传统内燃机车辆上安装光伏太阳能系统，以应对2025年企业平均燃油经济性（CAFE）标准的挑战。通过全面分析光伏技术作为辅助能源的应用，研究旨在提高车辆燃油经济性、延长行驶里程并减少温室气体排放。这是首次对车载太阳能系统进行此类综合研究，为清洁能源在交通领域的应用提供了新的视角。

文章主要内容总结：

标题： 在传统内燃机车辆上增加光伏太阳能系统对满足2025年燃油经济性CAFE标准的影响

来源： SAE International Journal of Alternative Powertrains, 第5卷, 第2期 (2016年7月), 第237-248页

摘要： 为应对2025年企业平均燃油经济性（CAFE）标准的挑战，交通运输领域进行了多项创新，其中包括尝试利用清洁能源。目前，太阳能作为车载辅助能源的应用尚未得到广泛研究。本文首次全面分析了通过光伏（PV）技术在车辆上使用太阳能，以提高燃油经济性、延长行驶里程、减少温室气体（GHG）排放，并提升传统内燃机（ICE）车辆的经济价值，以满足2025年CAFE标准。文章详细比较了混合太阳能电动车与传统ICE车辆的不同方面，考虑了不同驾驶地点、车辆尺寸、驾驶模式及成本情景，以增强对车载光伏模块在个体车辆中适用性和有效性的理解，并确保准确反映美国各州的驾驶条件。研究结果显示，在中午时分，类似特斯拉S的车辆的综合燃油经济性（MPG）提高了2.9-9.5%，而轻量化和空气动力学效率高的车辆则显著提高了10.7-42.2%。此外，通过增加覆盖典型中型车辆（如丰田凯美瑞或日产Leaf）水平表面积不到50%的车载光伏系统，美国人均每日行驶里程的50%可由太阳能驱动。在低太阳能地区（如波士顿），当汽油价格低于每加仑4.0美元时，车载光伏系统的投资回报率（ROI）为负值；而在高太阳能地区（如亚利桑那州），即使汽油价格低，ROI也超过250%。在未来价格情景下，假设电池成本下降，ROI将显著提高，甚至可能达到投资成本的近10倍。在环境影响方面，研究显示可节省大量汽油（约500-3400加仑）并减少二氧化碳排放（约5.0至34.0短吨）。

期刊信息： SAE International Journal of Alternative Powertrains为替代和电动动力系统及推进技术的挑战与机遇提供了同行评审的学术研究平台，旨在促进研究人员、工程师、学术界和工业界之间的讨论，涵盖电动驱动、混合技术、电池和超级电容器技术、燃料电池技术等多个技术领域。

出版商信息： SAE International是一个拥有超过128,000名工程师和相关技术专家的全球性协会，专注于航空航天、汽车和商用车行业，其核心能力包括终身学习和自愿共识标准制定。SAE International的慈善机构SAE Foundation支持多个项目，如A World In Motion®和Collegiate Design Series。

版权信息： 本文属于JSTOR集合的一部分，版权归SAE International所有。

主要观点总结：

1. 支持太阳能汽车的观点

   • 实际案例：有评论提到一位瑞典人通过安装1千瓦的太阳能板，成功为他的混合动力车提供足够的电力，满足日常通勤需求。
     • 引用：“Even though the sun doesn't really shine all that much there, he still got enough power out of it, to never have to charge his car for his 20kmish daily commute.”
   • 长途旅行的可行性：有用户分享了一对夫妇通过太阳能板驱动电动车穿越西非的经历。
     • 引用：“This couple drove their EV the length of West Africa (and more) powered by solar panels they brought with them.”

2. 反对太阳能汽车的观点

   • 效率低下：多位评论者指出，汽车上的太阳能板由于环境条件不佳（如阴影、曲面等），能量回报率（EROEI）难以超过1，且增加的复杂性不值得。
     • 引用：“Stick a panel on the bloody roof of a house or building and use that to charge the car. It'll do orders of magnitude more good.”
     • 引用：“You add a lot of complexity for marginal gains. Peak time you get maybe 500W which doesn't go very far.”
   • 固定太阳能装置更优：许多评论者认为，固定安装的太阳能板（如屋顶）比车载太阳能板更有效。
     • 引用：“You would be better off with a fixed solar installation.”

3. 混合动力与传统内燃机的区别

   • 混合动力的优势：有评论指出，混合动力车比传统内燃机车更适合使用太阳能，尤其是解决电池寄生耗电问题。
     • 引用：“ICE Vehicle is hiding a major category division here, hybrid vs. traditional ICE. I think in the case of the latter this would only make sense as a bandaid to deal with parasitic battery drainage.”

4. 心理与政策因素

   • 心理障碍：有评论提到，尽管从工程角度看太阳能汽车可行，但许多人仍坚持使用化石燃料，心理因素可能成为更大障碍。
     • 引用：“For some reason many people are hell-bent on burning fossil fuels, almost in a sect-like belief kind of way.”
   • 政策影响：有评论指出，美国取消CAFE（企业平均燃油经济性）标准可能会影响太阳能汽车的推广。
     • 引用：“Moot point since Trump just killed CAFE. No more mileage standards will be enforced in the US.”

5. 未来潜力与优化

   • 大型车辆的潜力：有评论探讨了在大型卡车上安装太阳能板的可能性，认为这可能有助于减少碳排放。
     • 引用：“Curious if it may be worth for large trucks, over 20m long, as there is a large area available to install panels.”
   • 太阳能技术的优化：有评论提出，太阳能技术仍有优化空间，尤其是在农业等领域的应用。
     • 引用：“Is there potential to optimize solar beyond the perceived limits?”

总结：

评论中对太阳能汽车的可行性存在分歧。支持者通过实际案例展示了其潜力，尤其是混合动力车和长途旅行中的应用。然而，反对者认为车载太阳能板效率低下，固定安装更为有效。此外，心理因素和政策变化也可能影响太阳能汽车的推广。未来，大型车辆和太阳能技术的优化可能是值得探索的方向。