本文最初发布于 The Conversation。
太阳能汽车是存在的。看到它们的最佳地点是每两年在澳大利亚举行的 世界太阳能挑战赛。参赛者必须仅依靠太阳能，驾驶约 1870 英里（3000 公里），从澳大利亚北海岸的达尔文到南海岸的阿德莱德。
参加比赛的许多汽车看起来更像是游乐园的游乐设施或科幻车辆，而不是您在路上看到的汽车。这说明了为什么太阳能汽车目前还不能成为日常出行的选择。
收集足够的阳光
虽然白天有大量的阳光照射到地球上，但阳光在穿过大气层时会 散射，因此照射到任何给定表面的量相当低。平均到全年以消除季节变化的影响，每平方米大约有 342 瓦，相当于约 10 平方英尺的面积。这大约足够运行 一台标准冰箱。
汽车尺寸差异很大，但美国的全尺寸汽车 大约长 18 英尺，宽 6 英尺，因此其水平表面积约有 100 到 110 平方英尺（9 到 10 平方米）。这大约可以收集 3420 瓦的功率——足够运行 冰箱、洗碗机和微波炉。
将电力输送到城市和城镇的大型太阳能发电场，通过在数千英亩的土地上 铺设数百万块太阳能电池板 来弥补阳光分散在如此大面积上的事实。一些太阳能发电场，主要在沙漠地区，使用镜子 聚集太阳能。但标准汽车没有足够的表面积来收集大量太阳能。
将阳光转化为能源
另一个问题是，当今的太阳能电池板在将阳光转化为电能方面的效率并不高。通常，它们的效率 约为 20%，这意味着它们将到达它们表面的太阳能的约五分之一转化为电流。
这意味着，平均每辆覆盖有太阳能电池板的汽车上照射的 3420 瓦太阳能，只能产生约 684 瓦可供汽车使用的电能。相比之下，电动汽车以每小时 60 英里（每小时 100 公里）的速度行驶 大约需要 20,000 瓦 的功率。
参加世界太阳能挑战赛的车辆往往体积较大，设计上最大限度地增加了水平表面积。这有助于它们尽可能多地收集阳光。作为概念车，这是可以的，但大多数模型没有很多窗户，或者除了驾驶员之外没有其他空间。
当太阳不闪耀时
另一个挑战是，地理位置、日照时间和天气条件都会影响可以产生的太阳能的多少。
地球 围绕其轴心倾斜，因此在任何给定时间，并非所有地区都能接收到同等量的阳光。当北半球向太阳倾斜时，地球的上半部分受到的阳光照射更多，迎来春天和夏天，而南半球则更冷、更暗。当地球的南半部分向太阳倾斜时，地球南部地区会受到更多阳光照射，而 上半部分则照射较少。
赤道附近地区全年都能获得稳定的阳光照射，因此靠近赤道的地区——如南加州或撒哈拉沙漠——比靠近地球两极的地区，如阿拉斯加，拥有 更强的太阳能功率。
阴天或雨天，太阳能汽车在收集足够阳光方面也会遇到困难。即使拥有大型太阳能发电场的大型公用事业公司也必须计划 在没有阳光的时候。
而且，驾驶员需要在夜间使用汽车。如果太阳能汽车要在天黑后运行，它就需要使用白天收集并储存在电池中的额外能量。太阳能电池板和电池会增加汽车的重量，而更重的汽车需要更多的动力来运行。
研究人员正在努力设计 更适合日常使用的 太阳能汽车。为此，设计师需要 提高太阳能电池板转换阳光为能源的效率，并设计 更适合汽车的太阳能电池板。此外，降低汽车太阳能系统的成本也至关重要，以便普通消费者能够负担得起。
目前，最接近太阳能汽车的选择是 在家或充电站充电的电动汽车。根据这些电力的产生方式，流入这些汽车的一部分能源可能来自 太阳能电池板、风力涡轮机、水力发电大坝 或其他可再生能源。随着各州在未来几十年 转向清洁能源，这一比例将会上升。如果您正在驾驶或乘坐电动汽车，您现在可能正在利用太阳能出行。
