太陽能車

        交通大學學生社團「 I Club」研發出的第三代太陽能車終於問世,第三代車的外型與前兩代車相同 ,但車身材料和輕量化均較往年改善,至于太陽能板部分,因礙於經費關係 ,仍沿用前兩代的「多晶矽太陽能電池板」,太陽能的研發雖未朝實用性方向,不過足以展現交大人研發和自製的精神。

        這台全長 六•0三 公尺,寬 二•0五 公尺,高 一一 公尺,總重 一百四十七 公斤的太陽能車 ,在車輪、車身骨架結構運用的是機械方面知識,至于在太陽能發電上則需電子相關技術 ,所以這是一次結合機械工程、控制工程及電子工程的創作。

太陽能車裝備介紹

        第三代太陽能車沿襲了第一代的車型,採前二後一的車輪配備,輪胎用的是碳纖維製登山型腳踏車輪框,直徑為 二十六 吋,車架為全碳纖維材質的立體骨架結構,車殼則為一體成型的「水滴」狀車身,材質為玻璃纖維 。太陽能車的動力來源是靠黏貼在車身上的 二十六 塊太陽能板,這些太陽能板材質為多晶矽,效率為百分之十二,鋪設面積總長四公尺,寬 二•三 公尺,基於台灣日照角度的考量,在赤道上的太陽能約可收集一千瓦,但在台灣只能達 三 百或 四 巨瓦 。

        太陽能板接收到陽光所產生的電能集中到電池內,第三代太陽能車用的是鉛酸蓄電池,電壓為 一百四十四 伏特,透過控制器將電流傳到馬達,使車內的齒輪傳動,目前這部太陽能車的實測車速最快為每小時 四十 公里。

第三代車體性能提升

        交大機械系四年級學生連金傳曾參與了 三 代太陽能車的研發,他比較了這 三代太陽能車的不同點 :就車身底盤結構而言,由原先鋁合金改為碳纖維,剛性及強度皆大為提升,整台車的重量也由第 二 代的 二百一十 公斤減為 一百四十七 公斤。

        相較於第一代的太陽能車以木頭為外殼、鋁條為骨架,第 三 代太陽能車用的是碳纖維和玻纖維等複合材料 ,由于太陽能車的設計均得在「重量」及「風阻」上做考量,所以過去用的金屬或木製品可大幅減輕車子重量 。

        交大工學院院長金大仁博士表示 ,重量輕、腐蝕、疲勞性好是複合材料的特性,平均每單承受的重量也比金屬多 十 幾 二十 倍,在外國如美國 GM 汽車的傳動軸已改採複合性材料 ,其他的應用還有賽車車殼、太空衛星的架設裝備、轟炸機等,國內常見的複合材料使用則用在運動器材上 ,如一體成型網球拍、高爾夫球桿,瓦斯車內裝填瓦斯的壓力容器等 。

        金大仁博士還表示 ,太陽能車的研發重點在於「如何收集能源」及「如何有效使用能源」, 意即開發能源的技術固然要創新沒錯,但有效使用」更是節約能源應朝的大方向 。以太陽能車為例,在製程中不但要考量如何收集能源,同樣的也要思考如何減輕車子重量 ,如何減少擦係數等,這些都是使能源可以被有效利用的關鍵,一部較輕巧的車輛相對的就減少了燃料的使用,達到「節能」目的 。

        交大自 八十一 年起即開始研發太陽能車,目標是希望可以派隊參加澳洲所舉辦的世界太陽車大賽 ,但目前研發的結果離世界級的水準仍有出入。以日本曾參加比賽獲冠軍的「幻想號」為例其太陽能板為單晶矽太陽能電池池 ,此外,其太陽能板銲接和貼附的手工技術也比國內純熟 ,尤其太陽能板的黏貼技術是決定太陽能輸出動率的最大因素 ,縫隙太過緊密會造成日光照射產生熱膨脹而使太陽能板相互推擠,致使太陽能板變形,電流短路 。

        太陽能車的研發意義在於展示人類研發的能力 ,至於它未來可否成為交通工具的主流,連金傅認為,太陽能車僅能當「輔助」工具使用 ,尚需考量成本問題(如一塊多晶矽太陽能板價格為二萬五千元,二十六 片板子要六十五萬多,加上車輪、骨架等,平均一台車要花費將近台幣一百萬元 )及實用問題,怛重要的是它促進了學生的研究風氣和實作精神。尤其在研發的過程中,由師生共同畫草圖,製模、裝備。 連金傳 就笑稱為了研究太陽能車,自己的學業成績總是低空飛過 。不過值得肯定的一點是,它是交大人展現自製和研發能力的精神象徵 。

back.gif (4089 bytes)