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光伏公路:“交通+ 新能源”的实践构想
  • 随着全球禁售燃油车的时间表纷纷出炉,业界亦在争论,未来是否应把充电桩放置在传统加油站内,以化解电动汽车产业最大的瓶颈?

    随着全球禁售燃油车的时间表纷纷出炉,业界亦在争论,未来是否应把充电桩放置在传统加油站内,以化解电动汽车产业最大的瓶颈?

    跳出思维的桎梏,不少道路设计专家及学者却想另辟蹊径,将目光转移到光伏产业领域,致力于将“绿色”的代表“太阳能”和“便捷”的代表“高速公路”联系在一起,创造全新的现代道路交通系统,在继续完成车辆通行的传统使命基础上,将其演进为现代清洁能源中心和现代智能交通的核心载体。

    光伏跨界,

    融合新能源道路建设

    2016 年,国家能源局科技司《能源互联网应用于人人光伏发展研究》课题提出设想,预测到2035 年全国人均可享一千瓦光伏。

    受上网电价调整、成本下降等多重因素影响,2017 年我国光伏发电市场规模快速扩大。由中国经济信息社发布的《中国清洁能源行业年度发展报告(2017 年度)》显示,当年,我国光伏发电装机容量继续保持快速增长,新增装机53.06GW,同比增长53.6%,连续5 年居世界第一。

    同时,分布式光伏新增19.44GW,同比增长3.7 倍。截至2017 年12 月底, 全国光伏发电累计装机容量达到130GW,其中,光伏电站100.59GW,分布式光伏29.66GW。

    在中科院半导体研究所研究员曲胜春看来,“光伏公路作为一种新生事物,比普通的公路增加了发电的功能。”技术发展已经使得“交通+新能源”融合变成可能,而随着封装材料和封装技术的发展,太阳电池将不再仅仅是发电器件,还可以用作道路或建筑材料,“实现跨界融合”。

    曲胜春口中的“光伏公路”,即指充分利用道路沿线光伏、风力和水力等清洁能源,依托多种能源协同发电以及大容量储能缓存等能源互联网尖端技术,以电动汽车等终端为能源信息移动载体,沿线建设分布式光伏电站、自驾车宿营地等能源信息节点,最终将其打造成为一条能源与信息有机融合的高速公路。

    实际上,早在2006 年,美国的一对科学家夫妇就提出了“光伏路面”的设想,并着手研制出一种Solarroadways 太阳能电池板,尽管其在强度及摩擦力等方面均较混凝土和沥青材料稍胜一筹,却最终因造价高昂而暂停搁置使用。

    11 年后,全球首段光伏路面也于法国西北部图鲁夫尔欧佩尔什镇正式投入使用,成为世界上第一段真正可供机动车行驶的“光伏公路”。

    根据测算,光伏路面每平方米一年的发电量可达239 度。假设以2016 年底我国公路里程统计数据458 万公里计算,公路仅两车道约321 亿平米铺设光伏路面,年发电量即可达到7.6 万亿度。而根据能源局公布的数据,同年我国社会总用电量不过只有5.9 万亿度。

    从另一方面看,东部地区虽然电力不足,但胜在路网稠密,充分利用东部路网优势,将路面作为能量收集平台、电力供给平台,将有望做到“自发自用”,不仅满足自身用电需求,还避免了“西电东送”过程中长距离输电导致的电力损失等问题。

    更有专家提出,在冬季雨雪天气,甚至可将“光伏公路”自身存储电量合理利用,为其增设电能转换热能的装置,而后通过人工开启或智能感知路面结冰情况开启电力加热系统,消融冰雪,保障出行安全。

    全球首条光伏高速公路面世,

    通向绿色智能的“超级路”?

    2017 年12 月,齐鲁交通光伏路面技术负责人、同济大学交通运输工程学院教授张宏超耗时九年,专注光伏路面研究从地下车库出生,在体系下成长,孕育于同济大学道路与交通工程实验室,最终新鲜出炉,被搬到了山东济南的高速公路路面上。

    齐鲁交通发展集团党委书记、董事长徐春福为张宏超的产业化试验“刨开”了路面。在他看来,发电卖钱绝不是光伏高速公路发展的最终目的,在未来的某一天,他们要建成一条开往绿色、智能的“超级公路”——一种立体智能出行的未来交通系统,是以光伏路面为全线电气化、智能化载体,实现高时速(120 公里/ 小时以上)、高效率( 智能编组、同速汇流、智能分流)、高能效( 无线移动充电、智能供电管廊)、高智能( 预约出行、即时出行、无人驾驶、车路协同) 的绿色、安全、无接驳、点对点的全新出行方式。

    试验路段通车时,不少济南成中的车友到此体验,这段“看起来像玻璃,摸起来像土”的全球首条光伏高速公路,在他们眼中和平常的高速公路差不多,“没有镜面反射,刹车距离也和正常路面近似。”

    与相邻的超车道相比,光伏路面呈灰白色、颗粒感较强。不过,行车道和超车道的厚度基本一致。

    编辑:NIKI

    随着全球禁售燃油车的时间表纷纷出炉,业界亦在争论,未来是否应把充电桩放置在传统加油站内,以化解电动汽车产业最大的瓶颈?