你一定想象不到, 交通产业跟新能源产业组合在一起, 会擦出什么样的火花. 近日, 国内首段光伏公路现身济南, 吸引了交通与新能源界的关注.
据了解, 该路段长度约2公里, 整段公路采用了 '承载式光伏路面技术' , 将收集到的太阳能转化为电能, 从而实现太阳能发电, 预计在2017年底正式通车.
光伏公路可靠吗?
据了解, 光伏公路这一项目是由齐鲁交通发展集团投资建设. 早在2016年12月, 该项目就得以启动. 在今年9月就完成了长约160米, 面积约660平方米的光伏路面示范区. 如今将其延长至2公里并正式运用在公路上, 需要克服的困难不在少数.
从技术角度来看, 整段公路采用了 '承载式光伏路面技术' . 所谓 '承载式光伏路面技术' 就是将符合车辆通行条件的光伏发电组件直接铺设在路面上, 利用太阳能发电. 当然, 光伏发电组件也不是直接裸露在路面上, 在其上方还铺设了一层 '透明混凝土' 加以保护.
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公路项目提供了核心技术. 从2009年提出设想, 到今天正式运用, 张宏超带领的科研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, 强度和性能上已能满足车辆正常行驶的需求, 使得这段光伏公路不仅能承载小型车辆的行驶, 还能承载大中型货车通过.
不过也有业内人士对此表示不赞同. 首先, 公路上来往车辆很多, 本身就对路面形成遮挡, 加上车辆长期路过碾压路面, 极有可能造成太阳能电板震动以及尘土覆盖路面的情形. 如此一来, 要想保证稳定, 持续发电的良好发电效率并不理想.
另外, 光伏公路相比柏油马路成本要昂贵得多, 由此带来的维护成本也会相应增加, 例如需要更换不可避免的破损的面板, 以及维护由于日常通行以及恶劣天气等外力因素的剧烈冲击所造成的技术性损伤.
光伏路面早有先例
其实关于光伏路面项目早有成功实施的先例. 在2006年, 美国一对科学家夫妇就提出 '光伏路面' 的设想并着手研究. 他们研发的一种太阳能电池板 (Solarroadways) , 表面的材质是超耐磨的特殊玻璃, 最高承重可达125吨, 能保证汽车行驶在太阳能电池板上方也不会对其造成损伤.
官方曾将Solarroadway, 混凝土, 沥青三种不同路面材料进行对比, 结果Solarroadway在强度, 摩擦力等方面均胜一筹, 唯一的不足就是其成本太高. 这对科学家夫妇表示, 最初的太阳能电池板每块成本约6900美元, 至少比传统的沥青道路成本高出50%, 要想把全美国的路面都换成太阳能公路, 其花费将是天文数字.
而全球首段光伏路面于今年5月在法国西北部图鲁夫尔欧佩尔什镇正式投入使用. 这是目前世界上第一段真正可供机动车行驶的 '光伏公路' .
这段长1公里, 宽2米, 单向行驶的 '光伏公路' 上铺满了方形太阳能板. 在不占用额外空间的前提下, 这段公路平均每天能为城市发电近800度, 年发电量约28万度, 可满足一个5000人口小镇的日常用电量.
光伏路面带来的好处
1.发电量充足
首先从电力方面来看, 这样的光伏路面每平方米一年的发电量可达239度. 以山东省的高速公路为例, 该省高速公路紧急停车道总面积达2600多万平方米, 假如全部铺设上光伏组件, 正常情况下年发电量将达62.17亿度, 发电效益60.93亿元.
相关数据统计表明, 截至2016年底, 我国公路里程为458万公里. 假如公路仅两车道约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. 根据能源局公布的数据, 2016年我国社会总用电量也只不过5.9万亿度, 相比之下 '光伏公路' 的发电量是用电量的1.3倍, 完全能满足我国庞大的用电需求.
2.电力存储
我国采取 '西电东送' 工程时间已久, 但是东部发展快, 生产制造业发达, 即便 '西电东送' 如此浩大的工程也不能完全填补东部巨大的用电缺口, '光伏公路' 无疑提供了一个完美的解决方案.
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, 就可以做到 '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.
3.道路安全
冬季出行, 遇到下雪天气, 路面极易积雪结冰, 这给汽车行驶带来不小的安全隐患. 我国目前针对积雪道路的处理方式不外乎人工铲雪, 机械铲雪或是撒布融雪剂几种方式, 但是这些方法人工强度大, 而且对道路有一定损害, 对环境也可能造成污染.
而 '光伏公路' 由于自身存储了足够电量, 利用起来也非常方便. 完全可以为其增设电能转换热能的装置, 通过人工开启或者是智能感知路面结冰情况来开启电力加热系统, 消融冰雪, 保障出行安全.
4.节能环保
传统的太阳能发电模式下, 太阳能电板需要占据一定的空间, 而将太阳能和路面结合在一起, 不会占用额外的空间. 此外, 采取太阳能发电的方式, 相较于传统的煤炭发电, 核能发电也更加环保, 利于改善自然环境.
小结:
放眼全球, 路面与太阳能发电相结合无疑是一项全新的应用模式, 许多国家都在尝试. 我国光伏道路从试验到产业化发展, 已经渐行渐远. '光伏公路' 的诞生是交通行业与新能源产业深度融合发展的标志性事件, 将为公众出行提供全新模式, 为智慧交通和绿色能源开辟全新发展前景.
