女兒馬上四年級開學了，這是假期她問我的一個問題，我覺得孩子很有想法，但又不知道怎樣具體回答她。不過，細想問的也很有道理，汽車行駛過程，特别是高速行駛過程中産生的風能，及日常的太陽能，都是清潔能源，能否用于解決或部分解決汽車本身的用電問題。我回答孩子可能會增加阻力，不過對這個領域不太了解，希望有大神們指點，給一個可以回複孩子的最科學合理的回答，她圖片的想法科學和天真的地方。謝謝大家

首先，向題主的女兒點個贊，才四年級就能提出這麼有想象力的問題，還畫出了圖：

車上安裝風能發電，乍一聽隻有是異想天開的小孩子的想法。實際上，我在清華讀博的時候，有一位想保研汽車系的航院本科生，就向我的導師提出過類似的設想： 在車上布置風能利用裝置，從原本消耗于風阻的那部分能量回收一部分。

你看，您的孩子提出的問題，和清華本科生的水平差不多了！當然，小孩子與清華本科生的着眼點是不同的。小孩子想的，應該還是永動機的思路： 汽車行駛的時候，打開窗戶就發現相對風速很大，一定有很強的風能潛力可以利用吧？

實際上，這裡的相對風速主要是由車速提供的，而不是由外部空氣流動提供的。當直接往車頂安裝一個風力發電機的時候，它發電潛力并非來源于空氣流動，而是來源于汽車的運動。它每發1度電，就要消耗多于1度電的汽車動能，這是得不償失的！

因此，這種永動機的思路是不可能實現的。當然，能提出類似下面永動機思路的小孩子，都是很聰明的，前途無量。

清華保研同學，水平再差也不可能犯這種違背能量守恒定律的錯誤。

他的着眼點在于：汽車高速行駛的時候都是有比較大的風阻的，這些風阻最終轉化成了熱能，能不能在風阻轉化成熱能的過程中，回收一部分呢？

就像制動能量回饋，不也正是在汽車動能轉向成熱能的過程中，挽回了一部分而增加了汽車續航嗎？

我們還真花時間讨論了這位保研同學的想法，簡單讨論之後認為： 這種想法在理論上也許有一定可行性，但工程中肯定不可行，所以否決了。

對了，這位保研同學還提出過另一個設想：利用噴氣裝置來實現汽車緊急制動。

這個想法就有點異想天開了，因為汽車制動力的瓶頸并不在于制動器的能力，而在于輪胎抓地力。此外，制動時向前噴氣，是不是要把行人給噴上天了啊？

最終我們認為他的想象力過于豐富，更适合搞理論研究、前沿技術研究，而不适合做汽車工程師，所以沒錄用他。

太陽能要稍微可行一些，隻是效果不大、成本很高。

2010年，豐田普銳斯推出了太陽能闆的選裝配置，良好光照條件下可以提供50W的功率，需要消費者多花2000美元[1]。發出的電僅能用于climate control(大概就是空調通風)，而不能用來驅動汽車。

2000美元你會買嗎？要知道這車才2萬多美元啊。加了錢還少了個天窗……

2019年，豐田在測試下一代電池闆了，鋪滿車頂可以提供860W的功率（良好光照條件下）[2]，但離商用也很遠，估計碰撞法規也不太好過。

國内也可以買到這樣的車，小鵬P5可以花5000元選裝60W的太陽能車頂，也是僅可以給車内電器用電，不能驅動汽車前進。目前我還沒見過選裝太陽能車頂的P5車主，5000元也是錢啊，這錢花出去後恐怕是收不回成本！

2022年4月，天津市的科學技術獎勵大會亮相了「天津号」太陽能汽車，它的思路是在停車時可以展開翅膀，增加充電面積。這就與衛星展開太陽能闆有像，還是挺酷的：

問題是，停車的時候也不能随便展開啊，那得多大的停車位…… 全天充電6.6度，可以行駛60公裡左右[3]。Emm...怎麼說呢，在戰亂時期切斷了電力供應時、當遇到全城限電的極限情況時，這樣的車還是挺有用的！

你可能會說，現在技術不成熟，但咱們可以努力啊！

努力，也是要看上限的。我再努力，滑雪也不可能超過谷愛淩，物理學也不可能超過愛因斯坦，所以明智一些還是不努力了吧……

當然，4度電也不少，但我們要看到代價是什麼： 妥協的造型設計、更難的碰撞設計、白天必須停在太陽光下……

總體上來說，汽車作為一個表面積不大的靈活出行工具，從根本上就無法做到「邊充邊跑」的。太陽能車頂永遠隻能作為錦上添花的選裝，而不可能作為主力能量來源。

盡管哪些，您孩子的想法依然是有趣的、值得鼓勵的！ 希望他能繼續提出類似的想法，而不要被繁重的作業給壓垮！

下面這篇文章不錯，指出了邊充邊跑的太陽能汽車的上限：每天最多發4.3度電。

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