編者按:如果有這樣一種公路,車在路上跑,同時(shí)路本身還可以發(fā)電,是不是有點(diǎn)神奇?這并不是科幻小說。
9 月 29 日,全國首例光伏路面示范區(qū)在濟(jì)南揭幕,據(jù)悉這是中國首例光伏路面試驗(yàn)段,也是全球首條全路幅寬度鋪設(shè)的光伏路面。
技術(shù)指標(biāo)、安全系數(shù)均超過瀝青混凝土?
據(jù)了解,這一項(xiàng)目由齊魯交通發(fā)展集團(tuán)投資建設(shè),自 2016 年 12 月啟動(dòng),采用承載式光伏路面技術(shù),于今年 9 月完成 660 平方米路面的鋪設(shè)并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,同時(shí)配備了電動(dòng)汽車充電樁、智能引導(dǎo)標(biāo)線等衍生應(yīng)用設(shè)施。
光伏路面示范段
同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院張宏超教授科研團(tuán)隊(duì)為這一光伏路面示范區(qū)提供了 核心技術(shù),該校披露的官方新聞稿提到,從 2009 年提出設(shè)想,到今天正式開通,張宏超帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)解決了光伏智能道路關(guān)鍵技術(shù)難題,其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的承載式光伏路面的技術(shù)指標(biāo)和通行安全系數(shù)均超過當(dāng)前普遍使用的瀝青混凝土路面,強(qiáng)度和使用性能上滿足車輛行駛正常使用要求。
不僅如此,路面光伏還能夠?qū)崿F(xiàn)電熱轉(zhuǎn)換,同步融化路面積雪,如果與電動(dòng)汽車技術(shù)銜接,還能實(shí)現(xiàn)車輛移動(dòng)充電,也就是說遍布全國的高速公路網(wǎng),將會(huì)變成流動(dòng)的 " 太陽能充電寶 "。再進(jìn)一步,與信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)銜接,還可以實(shí)現(xiàn)道路與車輛的信息交互,為無人駕駛提供前置性技術(shù)支持。這一切是不是有點(diǎn)過于美好?
在發(fā)布會(huì)上,齊魯交通發(fā)展集團(tuán)董事長徐春福提到," 下一步,我們將在光伏路面示范區(qū)進(jìn)行一系列應(yīng)用性測試,進(jìn)一步提升完善 核心技術(shù)和周邊系統(tǒng),年內(nèi)啟動(dòng)全球首條高速公路承載式光伏路面的研發(fā)和鋪設(shè),將這項(xiàng)重大技術(shù)革新引向深入,為實(shí)現(xiàn)光伏路面產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。"
根據(jù)能源局公布的數(shù)據(jù),2016 年全社會(huì)用電量 59198 億千瓦時(shí),而截至 2016 年底,中國公路里程為 458 萬公里,上述新聞稿稱,公路僅兩車道(共 321 億平米)鋪設(shè)這種光伏路面,年發(fā)電量就可達(dá)到 7.6 萬億度。
高速路面鋪光伏,違背常識(shí)?
暫且先不想這一光伏路面有多好多酷,如果從常識(shí)出發(fā),相信你也一樣,看到這條新聞定會(huì)有不少疑問。
上文提到這一光伏路面技術(shù)指標(biāo)和通行安全系數(shù)均超過當(dāng)前普遍使用的瀝青混凝土路面,強(qiáng)度和使用性能上滿足車輛行駛正常使用要求。
而根據(jù)中國《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》,公路混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用水泥混凝土 28 天抗彎拉強(qiáng)度,交通荷載等級(jí)輕的設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度為 4.0Mpa,中等等級(jí)的為 4.5Mpa,重、特重、極重等級(jí)為 5.0Mpa 以上。(1MPa 等于 1000000N/㎡)
《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》提到,高速公路、一級(jí)公路瀝青路面的抗滑性能,以橫向力系數(shù)測試車在 60km/h 車速下測得的橫向力系數(shù) ( SFC60 ) 和構(gòu)造深度 ( TC ) 為主要指標(biāo)。
抗滑技術(shù)指標(biāo)
從公開圖片可以看到,該示范路面極有可能采用的是晶硅面板,到底是怎樣的承壓技術(shù)讓電池板可以承受至少 400 萬 N/㎡的壓力?即使是依托現(xiàn)有瀝青混凝土路面鋪設(shè),似乎也有點(diǎn)難以相信,而本身相對光滑的磷硅玻璃,可以滿足防滑系數(shù)要求嗎?
國家發(fā)改委能源研究所原研究員王斯成告訴無所不能(caixinenergy),公路上來來往往車輛、行人本身就對路面形成遮擋,而且還有車輛長久碾壓、震動(dòng)以及塵土覆蓋,很難保證穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)電,他認(rèn)為這一想法目前尚存很多問題," 違反常識(shí) "。不過他提到,在公路行車路面的上方建設(shè)適當(dāng)高度的太陽能光伏發(fā)電廊道倒是可以實(shí)現(xiàn)。
光伏發(fā)電路面設(shè)想在 2006 年由美國的一對科學(xué)家夫婦提出并開始研究。布魯索夫婦發(fā)明出一種正六邊形的太陽能電池板(SolarRoadway),其表面是一種超耐磨的特殊玻璃,承重最高達(dá) 125 噸,能保證汽車的安全行駛。Solarroadways 官網(wǎng)對 Solarroadway、混凝土、瀝青三種不同路面材料做了對比。
但布魯索夫婦曾透露,最初的太陽能電池板,每塊成本是 6900 美元,這至少比傳統(tǒng)的瀝青道路成本高出 50%。這意味著,如果在全美鋪上太陽能公路,其造價(jià)將是天文數(shù)字。
無獨(dú)有偶,去年在法國諾曼底 Tourouvre-au-Perche 小鎮(zhèn),世界上第一條太陽能電池公路投入試運(yùn)營。這條斥資 500 萬歐元的公路只有 2.8 米寬、1000 米長,理論上可以提供小鎮(zhèn)當(dāng)?shù)?3400 人口所需的電能。這條由法國生態(tài)可持續(xù)發(fā)展和能源部提供資金、Colas 集團(tuán)負(fù)責(zé)建造與運(yùn)營的公路,如今命名為 "Wattway"。
不過法國可再生再生能源行業(yè)聯(lián)合會(huì)(SER) 主席 Jean-Louis Bal 認(rèn)為:" 目前太陽能公路生產(chǎn)一瓦特電力的代價(jià)是 17 歐元,地面光伏板發(fā)電站需花費(fèi) 1 歐元。問題在于降低成本是否有潛力。" 他還指出:" 太陽能公路表面的光伏板呈橫向排列,不是最佳的傾斜度,而且車輛經(jīng)過時(shí)導(dǎo)致能源產(chǎn)量減少。"
原標(biāo)題:高速公路鋪光伏是瞎胡鬧?