穹顶之下！无线/太阳能充电技术哪家强

从小我们就知道，太阳能是我们星球的电量之源，现在我们使用的风、煤、石油都和太阳有密切的关系。没有太阳，也就没有地球的芸芸众生。不过我们对太阳能的开发远远不够，今天我们就提出一个问题，太阳能为移动设备充电靠谱吗？首先我们知道，太阳能肯定是能充电的，给移动设备充电也没有技术上的障碍。比如说笔记本产品，给笔记本加一个电池板和稳压器就行。今天要讨论的问题则是这种充电方式能否具有实际的意义呢？让我们用数据来说明。

▼太阳究竟有多少电量

那么太阳光里究竟有多少电量呢？从宏观上来讲，肯定是让人惊讶的数字。具体到现有的单位上是这样的：太阳常数为1.368kw/m2。目前的笔记本功耗是多少呢？如今随着技术的进步，笔记本的能耗越来越低，比如一些超极本的能耗仅仅0.01kw/h多一些，这样1m²收集到的太阳能，可以让这样的笔记本工作100个小时左右，这个数字是不是非常的惊讶？即使我们把笔记本的功耗提升到0.1kw/h，这样太阳能依旧可以让笔记本工作大约10个小时。

看到这里，可能有的网友会觉得：哇，太阳能充电靠谱呀！其实我们还是忽略了两个问题。第一就是这是理想状态的数据计算。太阳常数的确是1368w/m2（会稍微变动），但是日常的生活中，我们无法得到这样的日照条件。即便是在赤道地区，晴空万里的条件下，我们通常也只能得到1.0kw/m²左右的电量，而且这样的光照条件仅仅可以维持一个小时左右。

其次我们还忽略了一个问题，那就是这是1m²所接收到的太阳能。我们使用的移动设备，却并没有这样的面积来放置太阳能电池板。手机就不用说了，笔记本大一些，假设是14英寸电脑，长宽为350mm和245mm，其可以放置太阳能电池板的表面积约为0.087平方米，这样我们以赤道地区的数据来计算的话，太阳能可以给一款14英寸的笔记本提供的全部电量为：

1000w/m²×0.087m²=0.087Kwh

那么如果按照超极本10w/h的功耗计算，工作八个小时需要0.08kw，这样正午赤道的太阳能一小时的电量可以让14英寸的笔记本工作大约8个小时，这样的数据是不是挺吃惊的？不过我们还没有考虑一个非常的重要的问题，那就是目前的太阳能电池转化的效率。

▼目前的转化率靠谱吗

我们知道在能量转化中，很多能量都是要被浪费的。比如在投影机中，超高压汞灯70%的能力被转化成对于投影机没有用处的热能散发掉了。用于投影成像的光能仅仅有30%左右，可见能量的耗费是不能忽略的问题。太阳能电池板也是如此，其可以收集到太阳能，但是转化率仅仅为20%左右，如今在一些特殊的领域，转化率可以达到30%左右，但是这样的太阳能电池板的体积很大，不适用于移动设备。

因此我们就按照20%的转化效率来计算，那么上面的公式就可以继续的深化：

1000w/m²×0.087m²×20%=0.017Kwh

通过上面的计算，我们可以知道目前的太阳能电池板，大约一小时最高可以给14英寸的笔记本充电17W的电能，考虑到阳光不足的因素，17w已经是峰值的水平。对于超极本来说，这样的能力大约可以维持一个小时的工作。也就是说，使用人员需要充电一个小时，工作一个小时。当然你只能是轻度工作了，如果要使用大型程序，很可能笔记本20分钟就没有电了。

那么这样的效率，对于手机等产品来说，几乎是失去了意义。因为手机几乎没有可能实现大面积的太阳能接收，因此那些期望iPhone未来可以太阳能充电的同学，就可以洗洗睡了。不过对于笔记本来说，如果我们增大接收面积，是不是还是可以接受的呢？我们继续讨论这个问题。

▼太能电池板怎么安置

笔记本是可以折叠的，可以增加一倍的面积来接收太阳能。采用折叠的方式，也有更多的可能。这样我们每个小时就可以接受到不超过100w的电能。但是这样牺牲很多的东西才可以实现。笔者在淘宝搜索了一下大约面积的太阳能电池板，其重量在2kg的水平。这样的重量几乎和笔记本一样重了。因此采用双面充电的太阳能电池板，笔记本肯定就没有便携性。

此外双面太阳能电池板的设计，也会给笔记本的外观设计带来极大的挑战。键盘的部位肯定是不能安装电池板的，在笔记本的底部和顶部安装，容易磨损电池板。并且太阳能电池板的材质，也会让笔记本非常的难看，这样的笔记本谁会买？

为此研究者将试图太阳能电池板安装在屏幕的后端。这项新型太阳能充电技术是京瓷与法国Sunpartner公司一同合作研发的，其太阳能电池板是安置在智能手机屏幕的触控层与显示层之间，并且还是透明的，透光率可达到90%，这样一来就不会影响屏幕显示效果。这样的设计很聪明，尽管目前我们还不知道该电池板的转化率，但是即便达到了100%(没可能），其也仅仅可以一小时充电80w而已。

笔者觉得这样的技术，用于普通的屏幕显示，很明显没有前途。

▼穹顶之下别忘记雾霾

既然说到太阳能的问题，雾霾的问题不能不提。PM2.5是引起雾霾的主要原因，其实PM2.5就是颗粒很小的尘埃，人眼可以看到的最小尘埃，也要比pm2.5大上20倍。不过PM2.5是可以折射阳光的，这样就严重了降低太阳能的利用率。在晴空万里下，1000w/m²的能量，可能在雾霾的影响下，仅仅只有几百的存量。如果按照目前的雾霾天数来看的话，太阳能充电，更是非常的不靠谱了。

其实笔者认为，雾霾的治理还是有很大的希望的。通过发达国家的经验，我们可以发现雾霾的治理，在10年内就可以有很大的成效。油品的控制，能源结构的调整，法律的完善等等，都是可以尝试去改变的，因此雾霾并不会永久的影响太阳能的利用，本质的问题还是电池板转化率的问题。

以目前的技术来看，短时间内将电池板的转化率快速提升，希望并不大。此外还要考虑到电池板外在形式的改变，因此可谓是双重的困难。将太阳能充电用于耗电量极大的移动设备，暂时没有现实的意义。当然太阳能电池板依旧可以应用在其它显示领域，比如耗电极低的电子墨水屏幕，未来和电池板的结合，也并不是没有可能的。

目前来看，针对现有的移动设备，更加的靠谱的还是无线充电技术的发展。

▼还是无线充电更靠谱

目前主流的无线充电利用的是磁共振的原理。这话技术源于无线电力输送的研究。利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输的技术。这样就可以免去线材的困扰，在空气中实现无线充电。这种技术和太阳能充电一样，不需要被拴在在某个地方。相比于太阳能充电，无线充电具有更好的操作性。

无线充电最先应用在手机之上。比如LG就在旗舰G3上采用了Qi标准的无线充电技术。目前的主流标准有四种，包括Qi，PMA，A4WP，即将面世的Apple Watch也有自己的无线充电标准。其中Qi和PMA互相兼容的标准。虽然尚未统一，但是无线充电的发展势头非常的好。

目前的手机品牌中，除了LG以外。诺基亚Lumia 920坚持无线充电。三星手机也在旗舰系列上保留着为无线充电预留的金属触点。相信未来中国的小米以及魅族等品牌，也不会无视无线充电技术，一旦技术成熟，大规模的应用就会展开。相比于太阳能电池板，无线充电只要手机内安装接收器即可，因此对于手机整体的设计，没有什么大的影响。

▼无线充电多人能用吗

随着快速充电以及无线充电技术的发展，未来或许电池技术发展缓慢，但是充电形式的变化，也将改变移动设备续航不足的困境。无线充电可以多人应用，在一定的区域内，可以满足多人的充电需求，原理和目前的WIFI差不多。不过这是未来的状态，目前无线充电还是分为贴近式的充电，以及非接触式的充电两种形式，因为两者使用的充电原理不同。

我们可以看到，无线充电技术，虽然解决不了野外充电的问题。但是大多数人使用移动设备，还是处于文明区域。大规模的诉求，必然会促进无线充电的发展。而太阳能充电，由于客观条件的限制，在移动设备充电的进程中，不会有什么太重要的角色。的确，太阳能可能更加的可靠，但是特别耐摔的诺基亚手机一样被淘汰了。

全文总结：

我们先从数据分析来阐明了，太阳能充电，其实并不能满足移动设备的电力需求。即便是技术突破，电池版效率突飞猛进，但是太阳能可以达到的巅峰能量依旧是有限的。移动设备的续航问题，还是得靠无线充电来解决。目前无线充电的标准还不统一，但是这样并没有什么问题。在电子行业，很多技术成熟前，都有不同的标准在竞争。笔者认为无线设备续航的未来有两条路，第一就是电池技术在石墨烯等材料的刺激下，有较大的进步；第二就是快速充电结合无线充电技术的快速发展。