【-】2024光伏乘用车技术要求专家调查报告_35页_5mb

总结：IEA PVPS Task 17 - PV and Transport

核心内容

本报告是IEA PVPS Task 17的成果，旨在分析VIPV（Vehicle Integrated Photovoltaics）技术在乘用车领域应用的技术需求和挑战。该任务的目标是推动光伏技术在交通领域的应用，以减少交通部门的二氧化碳排放并促进光伏市场扩展。

主要观点

• VIPV技术趋势：目前，晶体硅（c-Si）是VIPV应用的主流技术，但预计到2030年，叠层（tandem）和薄膜技术将更广泛地应用。
• 外观偏好：专家普遍认为VIPV组件应尽量减少金属暴露，偏好使用IBC（Interdigitated Back Contact）技术，因为其无金属外观。
• 系统性能：效率、年行驶里程（km/year）和续航里程扩展（range extension）被认为是VIPV系统最重要的属性，而颜色的重要性较低。
• 成本与重量限制：当前VIPV系统的制造和安装成本应控制在2至5美元/Wp之间，2030年预计降至0.5至1.5美元/Wp。额外重量上限为14.2公斤，可能导致每公里额外能耗约5.7 Wh。
• 系统寿命：大多数专家认为VIPV系统的最低寿命应为10至15年，与乘用车的平均使用年限相符。
• 安全标准：VIPV系统的最大电压应控制在60伏特以内，以符合安全标准。在事故中，暴露的光伏组件应遵循60伏特DC的限制。
• 技术瓶颈：制造复杂性是VIPV大规模应用的主要技术障碍，而市场瓶颈则包括消费者接受度和成本问题。
• 重要好处：VIPV最重要的好处是减少充电需求，从而提升车辆的可持续性和便利性。

关键信息

技术要求

• PV技术：c-Si目前占主导地位，但预计未来将由叠层和薄膜技术替代。
• 外观设计：无金属前表面是首选，IBC技术被广泛推荐。
• 材料选择：屋顶使用玻璃，而车门、引擎盖和后备箱则偏好聚合物材料，以减轻重量并提高制造灵活性。
• 玻璃厚度：专家普遍认为1毫米或2毫米是VIPV组件的优选厚度。
• 效率要求：当前系统要求至少18%的封装电池效率，2030年可能需要更高。
• 制造成本：当前VIPV系统的制造和安装成本应控制在2至5美元/Wp，2030年预计降至0.5至1.5美元/Wp。
• 附加制造成本：当前PV组件的附加制造成本应控制在1至1.5美元/Wp，2030年预计降至0.5至1.0美元/Wp。
• 重量限制：VIPV组件的额外重量上限为14.2公斤。
• 系统寿命：VIPV系统的最低寿命应为10至15年。

安全与可靠性

• 电压限制：VIPV系统的最大电压应为60伏特，以确保安全。
• 维修与更换：对于可见损坏或物理故障，应采用可替换或修复的方案。
• 防火要求：VIPV可能需要额外的防火标准，以满足电动汽车的安全要求。

市场与挑战

• 市场瓶颈：消费者对颜色和外观的偏好可能影响PV技术的采用，但用户愿意为更美观的颜色牺牲一定性能。
• 性能牺牲：有24.2%的性能牺牲被认为是可以接受的，以实现更多颜色选择。
• 技术瓶颈：制造复杂性是当前最大的技术障碍，需简化生产流程和设计以促进商业化。

结论

VIPV技术在乘用车领域具有显著潜力，但其成功应用需克服制造复杂性、成本和消费者接受度等挑战。未来技术趋势将向更高效率、更轻材料和更灵活设计发展，同时需满足严格的安全和可靠性标准。专家建议系统寿命应与乘用车平均寿命一致，并在设计中优先考虑美观和性能平衡。