观点OPINION

高速公路铺光伏是瞎胡闹?

 2017年10月10日 11:22

高速路面铺光伏,相信你也一样,定会有不少疑问。


【无所不能 文| 豌豆】如果有这样一种公路,车在路上跑,同时路本身还可以发电,是不是有点神奇?这并不是科幻小说。

 

9月29日,全国首例光伏路面示范区在济南揭幕,据悉这是中国首例光伏路面试验段,也是全球首条全路幅宽度铺设的光伏路面。

 

技术指标、安全系数均超过沥青混凝土?

 

据了解,这一项目由齐鲁交通发展集团投资建设,自2016年12月启动,采用承载式光伏路面技术,于今年9月完成660平方米路面的铺设并实现并网发电,同时配备了电动汽车充电桩、智能引导标线等衍生应用设施。

 

 

光伏路面示范段

 

同济大学交通运输工程学院张宏超教授科研团队为这一光伏路面示范区提供了核心技术,该校披露的官方新闻稿提到,从2009年提出设想,到今天正式开通,张宏超带领的科研团队解决了光伏智能道路关键技术难题,其团队研发的承载式光伏路面的技术指标和通行安全系数均超过当前普遍使用的沥青混凝土路面,强度和使用性能上满足车辆行驶正常使用要求。

 

不仅如此,路面光伏还能够实现电热转换,同步融化路面积雪,如果与电动汽车技术衔接,还能实现车辆移动充电,也就是说遍布全国的高速公路网,将会变成流动的“太阳能充电宝”。再进一步,与信息技术和大数据衔接,还可以实现道路与车辆的信息交互,为无人驾驶提供前置性技术支持。这一切是不是有点过于美好?

 

在发布会上,齐鲁交通发展集团董事长徐春福提到,“下一步,我们将在光伏路面示范区进行一系列应用性测试,进一步提升完善核心技术和周边系统,年内启动全球首条高速公路承载式光伏路面的研发和铺设,将这项重大技术革新引向深入,为实现光伏路面产业化打下坚实的基础。”

 

根据能源局公布的数据,2016年全社会用电量59198亿千瓦时,而截至2016年底,中国公路里程为458万公里,上述新闻稿称,公路仅两车道(共321亿平米)铺设这种光伏路面,年发电量就可达到7.6万亿度。

 

高速路面铺光伏,违背常识?

 

暂且先不想这一光伏路面有多好多酷,如果从常识出发,相信你也一样,看到这条新闻定会有不少疑问。

 

上文提到这一光伏路面技术指标和通行安全系数均超过当前普遍使用的沥青混凝土路面,强度和使用性能上满足车辆行驶正常使用要求。

 

而根据中国《公路水泥混凝土路面设计规范》,公路混凝土强度设计采用水泥混凝土28天抗弯拉强度,交通荷载等级轻的设计抗弯拉强度为4.0Mpa,中等等级的为4.5Mpa,重、特重、极重等级为5.0Mpa以上。(1MPa等于1000000N/㎡)

 

《沥青路面设计规范》提到,高速公路、一级公路沥青路面的抗滑性能,以横向力系数测试车在60km/h车速下测得的横向力系数( SFC60 )和构造深度(TC)为主要指标。

 

抗滑技术指标

 

从公开图片可以看到,该示范路面极有可能采用的是晶硅面板,到底是怎样的承压技术让电池板可以承受至少400万N/㎡的压力?即使是依托现有沥青混凝土路面铺设,似乎也有点难以相信,而本身相对光滑的磷硅玻璃,可以满足防滑系数要求吗?

 

国家发改委能源研究所原研究员王斯成告诉无所不能(caixinenergy),公路上来来往往车辆、行人本身就对路面形成遮挡,而且还有车辆长久碾压、震动以及尘土覆盖,很难保证稳定、持续发电,他认为这一想法目前尚存很多问题,“违反常识”。不过他提到,在公路行车路面的上方建设适当高度的太阳能光伏发电廊道倒是可以实现。

 

光伏发电路面设想在2006年由美国的一对科学家夫妇提出并开始研究。布鲁索夫妇发明出一种正六边形的太阳能电池板(SolarRoadway),其表面是一种超耐磨的特殊玻璃,承重最高达125吨,能保证汽车的安全行驶。Solarroadways官网对Solarroadway、混凝土、沥青三种不同路面材料做了对比。

 

 

但布鲁索夫妇曾透露,最初的太阳能电池板,每块成本是6900美元,这至少比传统的沥青道路成本高出50%。这意味着,如果在全美铺上太阳能公路,其造价将是天文数字。

 

无独有偶,去年在法国诺曼底Tourouvre-au-Perche小镇,世界上第一条太阳能电池公路投入试运营。这条斥资500万欧元的公路只有2.8米宽、1000米长,理论上可以提供小镇当地3400人口所需的电能。这条由法国生态可持续发展和能源部提供资金、Colas集团负责建造与运营的公路,如今命名为“Wattway”。

 

不过法国可再生再生能源行业联合会(SER)主席Jean-Louis Bal认为:“目前太阳能公路生产一瓦特电力的代价是17欧元,地面光伏板发电站需花费1欧元。问题在于降低成本是否有潜力。”他还指出:“太阳能公路表面的光伏板呈横向排列,不是最佳的倾斜度,而且车辆经过时导致能源产量减少。”

 

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封面图来自视觉中国

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