端到端电力传输：电动车与太阳能的结合，实现零碳排放的未来

相对于内燃机车辆，如今的汽车制造商、各国政府和共享乘车平台正在将更多的时间和资源投入到电动车技术。电动车的增加是否将导致电能需求的上升？电能产生和创造性储存解决方案（例如 Tesla Powerwall）正在推动电动车的广泛使用。

产生能源：从煤炭到太阳能

现代的电力呈现很多形式，包括：
• 化石燃料（煤炭和天然气）
• 水电
• 太阳热能
• 核能
• 地热
• 风力发电

当 19 世纪 80 年代第一个商业电站出现时，其依赖于燃烧煤炭来发电，与如今的电力系统相比，当时发出的电量非常小。虽然水力发电为产生电能开拓了新的方式，但煤炭发电在电力历史中已然确立了重要的地位，持续了超过一个世纪的时间。由于化石燃料电站的增加引发生态忧虑，这为更多使用可持续电能奠定了基础，例如可再生能源解决方案（如太阳能采集）。

由于对汽油动力车辆的生态忧虑，电动车需求上升，转换能源只有在出现新的产电方式时才行之有效。如果由燃煤电站为电动车提供电能，那么电动车的平均碳足迹将会几乎与汽油动力车辆相同。因此，科学家正在寻求可再生能源产生途径以适应电动车需求。

在 2009 年至 2019 年期间，居民、商业和公共事业领域安装的太阳能容量增长了 423 倍。但是，截至 2019 年，太阳能发电只占所有能源的 1.8%，意味着太阳能产业正在急速发展，展现出满足更多能源需求的光明前景。我们可以将太阳能发电的上升归结于光伏 (PV) 电池制造成本的降低，在过去十年中成本已下降超过 60%。

Tesla Powerwall 和 Solar Storage

伴随太阳能大规模采用的更大挑战之一是如何储存所产生的电能。遗憾地是，电力消耗和发电的需求并不一致。这为工程师带来新的挑战：如何储存白天产生的太阳能以满足用电高峰期的需求？大多数传统太阳能储存解决方案依赖于本地电池来储存电力，而其他技术依赖于热能储存，甚至水电站。

储存太阳能最著名的解决方案之一是 Tesla Powerwall，作为光伏太阳能电池板系统的辅助手段出售。Powerwall 本质上是一个大型的太阳能锂电池，用于储存家庭太阳能电池板在白天吸收的太阳能。这种零碳排放的发电和用电方式对于降低公共交通运输的生态影响是一种理想的模型。Tesla 是第一家在居民级别为太阳能生成、储存和使用提供完整的端到端解决方案的汽车公司，其他多家公司提供至少一种能源部分替代方式，例如 ABB Solar、Fortress Power、Goal Zero 和 LG。

电动车太阳能充电站：能源传输更轻松

电动车与太阳能发电之间最紧密的联系是由太阳能供电的电动车充电站。通过这些独特的解决方案，电动车司机可以将车停在停车场来为车辆充电，这些解决方案使用本地的太阳能电池板来产生和储存能源。这些独立的设备可以作为并网充电设施的快速且费用低廉的替代方案，使得大规模建设充电站成为可能并提高电动车使用率。

太阳能电池板技术和太阳能储存的未来是光明的；日益受欢迎的电动车比以往需要更多的电能。随着全世界的制造商努力以可持续的方式提升电力生产，电网公共设施（例如水电站、风电场和太阳能电站）已表现出降低了化石燃料发电的碳排放。分布式的太阳能采集系统（例如居民级光伏阵列或独立电动车充电站）的部署也在过去十年中呈指数级增长。太阳能电池板将成为注重环保的消费者的重要解决方案，并满足电动车充电的电力需求。