【汽车行进过程的风能、太阳能可否用于解决或部分解决车内用电问题?】
首先,向题主的女儿点个赞,才四年级就能提出这么有想象力的问题,还画出了图:【图1】

车上安装风能发电,乍一听只有是异想天开的小孩子的想法。实际上,我在清华读博的时候,有一位想保研汽车系的航院本科生,就向我的导师提出过类似的设想: 在车上布置风能利用装置,从原本消耗于风阻的那部分能量回收一部分。

你看,您的孩子提出的问题,和清华本科生的水平差不多了!当然,小孩子与清华本科生的着眼点是不同的。小孩子想的,应该还是永动机的思路: 汽车行驶的时候,打开窗户就发现相对风速很大,一定有很强的风能潜力可以利用吧?

实际上,这里的相对风速主要是由车速提供的,而不是由外部空气流动提供的。当直接往车顶安装一个风力发电机的时候,它发电潜力并非来源于空气流动,而是来源于汽车的运动。它每发1度电,就要消耗多于1度电的汽车动能,这是得不偿失的!

因此,这种永动机的思路是不可能实现的。当然,能提出类似下面永动机思路的小孩子,都是很聪明的,前途无量。【图2】

清华保研同学,水平再差也不可能犯这种违背能量守恒定律的错误。

他的着眼点在于:汽车高速行驶的时候都是有比较大的风阻的,这些风阻最终转化成了热能,能不能在风阻转化成热能的过程中,回收一部分呢?

就像制动能量回馈,不也正是在汽车动能转向成热能的过程中,挽回了一部分而增加了汽车续航吗?【图3】

我们还真花时间讨论了这位保研同学的想法,简单讨论之后认为: 这种想法在理论上也许有一定可行性,但工程中肯定不可行,所以否决了。

对了,这位保研同学还提出过另一个设想:利用喷气装置来实现汽车紧急制动。

这个想法就有点异想天开了,因为汽车制动力的瓶颈并不在于制动器的能力,而在于轮胎抓地力。此外,制动时向前喷气,是不是要把行人给喷上天了啊?

最终我们认为他的想象力过于丰富,更适合搞理论研究、前沿技术研究,而不适合做汽车工程师,所以没录用他。

那么太阳能呢?
太阳能要稍微可行一些,只是效果不大、成本很高。

2010年,丰田普锐斯推出了太阳能板的选装配置,良好光照条件下可以提供50W的功率,需要消费者多花2000美元[1]。发出的电仅能用于climate control(大概就是空调通风),而不能用来驱动汽车。【图4】

2000美元你会买吗?要知道这车才2万多美元啊。加了钱还少了个天窗……【图5】

2019年,丰田在测试下一代电池板了,铺满车顶可以提供860W的功率(良好光照条件下)[2],但离商用也很远,估计碰撞法规也不太好过。

国内也可以买到这样的车,小鹏P5可以花5000元选装60W的太阳能车顶,也是仅可以给车内电器用电,不能驱动汽车前进。目前我还没见过选装太阳能车顶的P5车主,5000元也是钱啊,这钱花出去后恐怕是收不回成本!

2022年4月,天津市的科学技术奖励大会亮相了「天津号」太阳能汽车,它的思路是在停车时可以展开翅膀,增加充电面积。这就与卫星展开太阳能板有像,还是挺酷的:【图6】

问题是,停车的时候也不能随便展开啊,那得多大的停车位…… 全天充电6.6度,可以行驶60公里左右[3]。Emm...怎么说呢,在战乱时期切断了电力供应时、当遇到全城限电的极限情况时,这样的车还是挺有用的!【图7】

你可能会说,现在技术不成熟,但咱们可以努力啊!【图8】

努力,也是要看上限的。我再努力,滑雪也不可能超过谷爱凌,物理学也不可能超过爱因斯坦,所以明智一些还是不努力了吧……【图9】

当然,4度电也不少,但我们要看到代价是什么: 妥协的造型设计、更难的碰撞设计、白天必须停在太阳光下……

总体上来说,汽车作为一个表面积不大的灵活出行工具,从根本上就无法做到「边充边跑」的。太阳能车顶永远只能作为锦上添花的选装,而不可能作为主力能量来源。

尽管哪些,您孩子的想法依然是有趣的、值得鼓励的! 希望他能继续提出类似的想法,而不要被繁重的作业给压垮!
#微博新知博主##新能源大牛说#清华博士回复四年级的孩子提出的汽车问题#

#滨州身边事# 【滨州要在要素市场化改革中实现更多“零”的突破】6月11日,国家发展和改革委员会宏观经济研究院教授、博士生导师、清华大学中国经济研究中心研究员常修泽通过视频的方式,在滨州改革“破零”工程启动暨企业融资上市专题研讨会上致辞。围绕会议主题,他站在宏观经济的层面谈了三点意见。https://t.cn/A6XFSdep

​6月10日,安徽师范大学召开全校干部教师大会,宣布省委、省政府关于聘任李亚栋院士为安徽师范大学校长的决定。李亚栋,男,汉族,1964年11月出生,安徽宿松人。化学家,中国科学院院士、发展中国家科学院院士,清华大学化学系教授、博士生导师,清华大学校学术委员会副主任。2022年6月担任安徽师范大学校长。
(来源:安徽师范大学)


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • #巴中创文# 【巴中市委统战部深入包保社区开展创文工作】近日,巴中市委统战部深入包保社区——西锦社区开展创文工作。按照社区包保工作结对责任,包保干部与社区干部、
  • 2016 年7月在某宝上两百多块买的一支表 陪伴了我6个年头,陪我一起去了欧洲、看了西部新疆、西藏、青海、甘肃~可以说,它见证了我所有的足迹,旅行的照片里它也多
  • 一年361天都在拍戏的他,被称为“横店一哥”,没钱时吃7碗米饭!不知道大家是否记得《新射雕英雄传》中的男主角韩栋呢?曾经的韩栋因为经常拍古装戏,因此在圈内有个“
  • 十年前的唐人,可以说是古装影视剧的大佬,而胡歌便是唐人手中最大的王牌,从《仙剑奇侠传》一路走到如今,胡歌和唐人也算是互相成就,在他们合作过的那么多作品中,《少年
  • #邓伦[超话]#加入超话这个大家族,没有失望只有更失望,这只是近期的,很多的我都删了,哪怕让我积分过关也行啊,我发在优酷星球上的帖子都被贴了优质加精华贴,腾讯d
  • 【250万克拉蓝宝石群什么样?到这里看看】第四届中国国际进口博览会,将于11月5日-10日在上海举办。斯里兰卡驻华大使帕利塔·科霍纳日前介绍了该国参展情况,他提
  • #消防员之恋[超话]#在老公老家待了19天了 待的有点腻了 天气也是一会38℃ 一会19℃ 阴晴不定的 给宝宝织的爬爬裤倒是派上用场了 怎么他的假期这么长 还不
  • 再过几天又要过生日了,又长大了一岁。老娘发了红包,朋友买了礼物,但感觉自己已经不像从前那样欢喜,甚至考研那年过生日都比今年开心。也许是年纪大了,不能像以前那样啥
  • #尾款通知##现货##吹奏乐吹响浪漫##LOLITA[超话]##掉落##一织独修原创设计[超话]# 各位美女好!久等啦,吹奏乐尾款将于 ,目前所有页面均已装
  • 【南沙咨委会服务中心启用 梁振英:香港融入国家发展大局要积极有作为】“广州南沙粤港合作咨询委员会”(咨委会)在今年四月成立,以广州南沙为工作基地,以全面深化粤港
  • 无论你现在多难 能不能去看你想去的风景 都不用担心 你力所能及的地方 一定会带给你预想不到的惊喜 你会遇见一些人觉得相见恨晚 或者遇到一个人觉得在那里值得 这是
  • 梦到一个欧洲中世纪的东西,男的 梦里认为他是死神(醒了查资料是医生) 他规定,他从我们身边经过时,任何人不能睁开眼看,否则就会被处决 梦里的我很叛逆,就偷偷瞥
  • 妈妈的快乐其实很简单,宝宝睡着了,宝宝吃了一大碗饭,宝宝喝了一大瓶奶,拉了一大坨。 2020.10.12 17:15 妈妈生下了你 2021.10.12 你一
  • #杭州一家健身房一天一块钱#【杭州这家健身房要火!一天只要一块钱,全场清一色95后】最近,有小时新闻用户向记者报料:“秋涛路上的这家健身房,每天锻炼只要一块钱,
  • 孙铭徽、赵岩昊与胡金秋合计29分17板10助6断 2021-22赛季CBA季前赛,广厦男篮61-59逆转战胜北京。此役广厦男篮孙铭徽、胡金秋、赵岩昊合砍29分
  • #贵阳[超话]##中国诗词大会[超话]##国史古风[超话]##诗词[超话]##原创诗词[超话]##中国作家网[超话]##诗歌中国[超话]##贵州[超话]##好诗
  • 奇门加持!迎取今天的好运! 周二小吉小利,不心急就没有坏处,可以心存喜乐,但不要太过天真,迷失在自以為是的幻象[haha] 点赞转发,祝大家财丁兴隆,正缘结伴
  • 特意送回来的玉镯子 (终于实现给妈妈买块玉的愿望。) (图二我的平安豆 目标浪琴) 永远爱那一碗 妈妈煮的汤面 希望我未来的男朋友有一辆敞篷车 因为我想兜
  • 【#NikkiSixx# 谈#VinceNeil# :他的嗓音有时候像是​#RobertPlant# !】 要说全能和乐业,恐怕摇滚世界里没有多少人能够和华丽
  • 首幅土壤颜色地图描绘“中国肤色” 来看看你的家乡是什么色号【描绘“地球肤色”#揭秘我国首幅高精度土壤颜色地图#】!高精度土壤颜色地图,提供了我国第一个标准一致、