导读:据了解,汉能此次发布的Solar系列全太阳能动力汽车分别为:Hanergy SolarO、Hanergy SolarL、Hanergy SolarA及Hanergy SolarR四款车型,其动力来源主要依靠汉能的薄膜芯片技术,将太阳能直接转化为汽车的驱动电力。

解码汉能全太阳能汽车背后的薄膜“芯”动力

    “发迹于水电,闻达于薄膜”的汉能控股集团(以下简称“汉能”)最近又因Solar(太阳光)系列全太阳能汽车而备受市场关注。

    7月2日晚,主题为“颠覆创新,驱动未来——汉能移动能源战略成果暨全太阳能动力汽车发布会”在汉能总部如期举行。汉能正式对外发布了Solar系列全太阳能动力汽车。发布会上,汉能主席李河君亲自驾驶汉能全太阳能动力汽车Solar R跑车绕场一周,亮相主舞台。在主题演讲中,李河君回顾一年以来的困难与收获,还特别感谢有关政府部门在关键时刻给予汉能的支持;并表示,目前外界,包括银行、金融机构等,对汉能的信息已经恢复。

    “汉能把高效薄膜电池和汽车结合在一起,以太阳能为动力,可以边跑边充电,每年太阳能发电可行驶2万公里,完全能满足家庭日常使用。”李河君在当晚的主题演讲中表示,薄膜电池像纸一样轻薄、柔软,可集成在汽车、无人机、手机、背包、服装等载体上,今天推出的汉能Solar系列全太阳能动力汽车,就是汉能移动能源战略的新成果。

    “汉能全太阳能动力汽车的核心技术就是薄膜芯片,最重要的知识产权都是自主研发”,在发布会后的媒体沟通会上,李河君介绍称,“这两年汉能这么困难,研发都没有停止过。国外企业在我们收购过来的时候,有的良品率只有50%多,转化率只有12%,三年下来,我们的转化率最高做到31.6%,良品率提升到95%”。

    薄膜“芯”动力

    据了解,汉能此次发布的Solar系列全太阳能动力汽车分别为:Hanergy SolarO、Hanergy SolarL、Hanergy SolarA及Hanergy SolarR四款车型,其动力来源主要依靠汉能的薄膜芯片技术,将太阳能直接转化为汽车的驱动电力。

    汉能全太阳能汽车的原理,简而言之就是在汽车车顶或车身合适部位,根据不同的车型定位需要,不受造型所限,集成一定面积的砷化镓薄膜太阳能电池组件,通过光电伏特效应,再通过储能、智能控制等精确管理系统,将阳光能量直接转化为直流电能,驱动汽车行驶。

    汉能方面表示,未来会进一步提升砷化镓薄膜电池的转化率,预计到全太阳能动力汽车量产阶段,薄膜太阳能电池组件的成本将大幅降低。

    目前,以电力驱动为代表的新能源电动车正成为行业的发展趋势,但如今电动车几乎都还需要依靠传统的电力驱动,而其必须依赖固定的充电设施进行充电。“而汉能全太阳能动力汽车能直接将完全绿色环保的太阳能转化为电力来源。”汉能一名高管表示,在工作和生活效率越来越高的时代,汉能革命性的解决了汽车用户寻找充电设施的“痛点”,大大降低了时间成本,可以说是对传统电动汽车依赖固定充电设施或更换电池充电方式的颠覆,让“无限行驶”成为可能。

    汉能副总裁、太阳能汽车事业部CEO高卫民在发布会上介绍称,太阳能发电量与薄膜发电组件面积相关,上述发布的四款车型上铺设的砷化镓薄膜太阳能电池组件面积分别在3.5~7.5平方米之间。以Hanergy SolarA车型计算,车身表面铺设的发电组件面积最大为7.5平方米,阳光照射5到6个小时可发8~10度电,可以驱动汽车每日行驶80公里左右,每年行驶2万公里以上,满足日常交通需要。

    上述汉能高管表示,以北京为例,如果太阳能每天驱动汽车行驶80公里左右,每年行驶2万公里以上,汉能全太阳能汽车完全可以满足城市常规交通的代步需要。

    据悉,这四款全太阳能汽车已经是汉能自主开发的第二代产品,在去年10月份,汉能曾经推出了第一代全太阳能动力概念车——Hanergy SolarPower,该车第一次将汉能所独有的柔性砷化镓技术覆盖到电动汽车表面。“做得不错,祝你们成功!”双创周上李克强总理在参观调研汉能推出“第一代”太阳能汽车时表示。此后的公开报道显示,该公司的太阳能汽车技术还受到了国务院副总理张高丽,科技部部长万钢等领导的关注。

    国家关注,重点是汉能的核心技术,特别是其路线符合国家能源战略的发展方向。什么是核心技术,“举了例子,全太阳能动力汽车的核心技术就是薄膜芯片,有了核心技术就有了竞争力。我理解核心技术就是告诉你,你也干不了,不用捂着”,李河君补充说。

    而将太阳能作为汽车动力来源,并非是汉能的突发奇想,其早在3年前就已经开始筹划。

    在2014年的时候,汉能将其移动能源战略落实到4个领域,分别是太阳能汽车、太阳能无人机、便携式充电产品和可穿戴设备;在太阳能汽车领域,汉能最初与国际汽联电动方程式世锦赛合作,只是将汉能薄膜发电组件置于赛道旁为赛事提供部分清洁电力;在当年11月份上海举办的国际汽联世界耐力锦标赛上,汉能将其太阳能芯片植入到阿斯顿马丁赛车上,为赛车上的空调等部分电子设备提供能源。

    到2015年,汉能开始将其整套太阳能发电设备植入到移动餐车上,为餐车的照明、冷藏和烹饪设备提供能源;与观光车厂商合作开发全太阳能动力观光车,可以满足每天20公里的续航;将该发电设备植入到房车上,为房车的电视、冰箱和音响等电器设备提供能源。

    高卫民表示,在实际使用中,汉能全太阳能动力汽车的应用场景非常多,无论是行驶在路上还是停在停车场里,只要有阳光就可以发电,即使是弱光环境下也可以发电。此外,互联网智能化技术的应用,车主可以通过手机APP定义和管理天气以及太阳能充电模式,并与电脑、手机等实现互通互联,非常人性化。

    转化率破记录

    汉能全太阳能动力汽车的高效率得益于砷化镓薄膜发电技术的高转化率。

    据高卫民介绍,此次汉能发布的Solar系列全太阳能汽车全部使用的是汉能高效砷化镓薄膜太阳能发电技术。由于这些薄膜芯片具有柔软、轻薄、可弯曲的特性,结合可变形车顶,在保证良好的空气动力性能同时又能使太阳能芯片面积最大化,这就解决了传统太阳能汽车一定要车身尺寸巨大才能够采集到足够动力的问题。

    经美国国家可再生能源实验室认证,汉能的柔性砷化镓薄膜太阳能发电技术最高转化率已经达到31.6%,在同类技术中保持世界纪录。

    在此次发布会上,汉能副总裁、首席技术官丁建博士代表汉能领取了“柔性砷化镓(GaAs)双结薄膜电池转化率31.6%”的《世界纪录证书》。据悉,这已经是汉能柔性砷化镓技术第六次刷新世界纪录。这项纪录的提高,得益于美国阿尔塔设备公司(AltaDevices,以下简称“阿尔塔”)的技术突破。2014年8月,汉能宣布完成并购阿尔塔。彼时,李河君表示,收购阿尔塔将有效拓展汉能的薄膜发电技术路线,推进汉能在全球太阳能光伏行业的技术领先地位。

    公开资料显示,柔性砷化镓太阳能电池片产生的效能比全球量产的单晶硅技术提高8%,比多晶硅高出10%;相同面积下,其产生的效能可达普通柔性太阳能电池的2~3倍。汉能并购时,阿尔塔的单结电池片效率为28.8%,双结电池片效率为30.8%,这也是当时薄膜太阳能电池技术转换率的世界新纪录。

    在此之前,汉能已经先后完成了三次国际并购,分别是2012年6月收购德国Q.Cells旗下薄膜光伏子公司Solibro;2013年1月完成对美国薄膜太阳能企业MiaSolé的并购;2013年7月并购美国Global SolarEnergy公司。

    其中,MiaSolé是一家铜铟镓硒薄膜太阳能电池生产商,汉能将其收购后,对技术进行整合提升。今年1月26日,MiaSolé宣布,其铜铟镓硒柔性薄膜太阳能电池组件FLEX-02获得IEC 61646、IEC 61730和UL 1703认证,以及UL 790 最高防火等级(A级)认证。

    据悉,上述铜铟镓硒柔性薄膜太阳能电池组件FLEX-02是当前市场上具有高转换效率的柔性、轻质薄膜太阳能电池组件。这种高功率密度的电池组件应用领域广泛,从屋顶铺设,到汽车、货车等交通运输应用,再到离网分布式光伏和各种消费品。一条该组件产线已在汉能位于广东河源的工厂生产,该厂已通过UL、IEC和ISO9001认证。

    此前,曾有市场传言,汉能在收购上述国外公司技术后,国产化进程一度停滞。对此,丁建回应称,“停滞没有出现,研发、国产化进度一直没有间断过”。

    “去年我们这么困难,研发都没有停止过。国外企业在我们收购过来的时候,有的良品率只有50%多,转化率只有12%,三年下来,我们的转化率最高做到31.6%,良品率提升到95%”。李河君表示,汉能在研发方面绝对是舍得投入,几乎把所有水电站挣的钱全都扔在薄膜技术研发里边了。据了解,汉能在技术上一直持续投入巨资,年报显示仅2015年就投入了8.25亿港元的研发资金。李河君表示,“如果没有汉能,全球的薄膜就没有这样的成就,如果没有汉能,我们国家薄膜行业就不可能领先欧美5~10年。”

    从技术革新来看,汉能砷化镓薄膜太阳能电池转化率已达到了全球最高的31.6%,但是理论上薄膜发电的转化率可以提升到50%以上,从技术角度讲依然有很大的提高空间。

    “事实上我们的装备能力一直在提升,核心设备的制造和设计都在国内做。”丁建表示,“CIGS(铜铟镓硒)的设备,国产化一直没有停止过。砷化镓的设备,核心部件是中国和美国共同设计,而整体设备的最终的设计,加工及制造,都是在国内进行的。至于芯片效率的提升,无论是研发还是生产效率,这一两年来一直没有停滞”。

    助力移动能源战略

    现如今,得益于砷化镓薄膜电池的高转化效率,目前其不仅被应用于太阳能汽车,还开始在无人飞机上施展拳脚。

    2015年,汉能与美国某著名公司签约,提供高空长航时无人机的电池产品订单。该电池就是采用汉能转化率达31.6%的砷化镓柔性薄膜发电技术。由于该技术可以无缝融入任何最终电子产品,因而这一技术备受无人系统,尤其是无人机和汽车领域的关注。“我们的目标一直是让太阳能成为前所未有的配置和应用,而无人机的应用将成为证实这些如何发生的一个重要的例子。”阿尔塔首席营销官Rich Kapusta表示。

    不仅如此,汉能已经先后推出了便携、移动、专业三大系列共12款薄膜发电充电新品,可作为移动充电器,“现发现用”,供户外工作、紧急救援等情况下的电子产品、移动设备等各种用电需求。2016年,汉能又全新推出了一款升级版的太阳能发电纸M12,据测试3小时可以充满iPhone 6Plus.

    而随着转化率的提升和成本下降,薄膜电池像“纸”一样可弯曲、可折叠、可携带,不仅可以驱动汽车、无人飞机,还能为手机、iPad、背包、帐篷、衣服、特种装备等各种载体提供电力。这些如今在汉能手中都已经变成了现实。

    “今天大家看到的全太阳能动力汽车,就是移动能源的一个最新成果。”李河君表示,作为未来重点布局的领域,汉能提出的移动能源战略以核心薄膜发电技术为基础,通过与产业链其他相关行业合作,为各行业提供差异化和独有的“薄膜芯”解决方案,引领全球薄膜太阳能发电技术和产品应用发展。

    由于薄膜太阳能组件兼具柔韧、轻便、可弯曲等特点,在光伏建筑一体化、移动能源等领域具有广阔市场前景。李河君表示,现在薄膜的市场份额还不够大,主要是技术太新,市场有一个认知到认同的过程,伴随大家对薄膜独特优势的了解,市场的份额一定会大大提升。

    据测算,到2020年,我国各类移动能源产品潜在市场总规模达6万亿元,可以成为“十三五”期间拉动我国经济增长的新引擎。

    鉴于此,今年3月,身为“两会”代表的李河君专门在提案中提出了关于大力发展移动能源产业,助力国家供给侧改革的建议。在李河君看来,薄膜发电技术可广泛应用于分布式发电、移动3C产品、可穿戴设备以及全太阳能动力汽车、太阳能无人机、卫星等各种领域。移动能源就像移动通信和移动互联网一样,将改变传统能源的生产和消费方式,由传统的集中供电变成每个个体都是发电主体,能源将无处不在。这将是能源利用观念的一场革命。

    而在此之前,光伏行业一直存在晶硅和薄膜两种技术路线,两者各有利弊。彼时,晶硅路线一直是行业的发展主流,因此,汉能耗费巨资坚持薄膜路线一直备受质疑。

    “我在2010年1月份,真正动手做薄膜光伏,此动作在6年前引起一片哗然!因为当时薄膜光伏,无论转化率还是成本,都没有优势,还有很多的技术难题需要突破,资金的门槛非常高,所以,大家认为我在做概念,玩虚的,全球都在笑话我”,在发布会的当晚,李河君在演讲中回忆称,汉能在二十多年成长的过程中,一直就是在质疑中成长。

    “所有人都可以反对,但如果我知道这是正确的,我就会努力去做!”李河君表示,“今天的汉能,尽管我们的战略目标方向是完全正确的,但是我们还面对太多的挑战,特别是全社会认识薄膜发电、移动能源,还需要时间,虽然我性格很急躁,但我会有足够的耐心去坚持!”