你一定想象不到, 交通產業跟新能源產業組合在一起, 會擦出什麼樣的火花. 近日, 國內首段光伏公路現身濟南, 吸引了交通與新能源界的關注.
據了解, 該路段長度約2公裡, 整段公路採用了 '承載式光伏路面技術' , 將收集到的太陽能轉化為電能, 從而實現太陽能發電, 預計在2017年底正式通車.
光伏公路可靠嗎?
據了解, 光伏公路這一項目是由齊魯交通發展集團投資建設. 早在2016年12月, 該項目就得以啟動. 在今年9月就完成了長約160米, 面積約660平方米的光伏路面示範區. 如今將其延長至2公裡並正式運用在公路上, 需要克服的困難不在少數.
從技術角度來看, 整段公路採用了 '承載式光伏路面技術' . 所謂 '承載式光伏路面技術' 就是將符合車輛通行條件的光伏發電組件直接鋪設在路面上, 利用太陽能發電. 當然, 光伏發電組件也不是直接裸露在路面上, 在其上方還鋪設了一層 '透明混凝土' 加以保護.
同濟大學交通運輸工程學院張宏超教授科研團隊為這一光伏公路項目提供了核心技術. 從2009年提出設想, 到今天正式運用, 張宏超帶領的科研團隊研發的承載式光伏路面的技術指標和通行安全係數均超過當前普遍使用的瀝青混凝土路面, 強度和性能上已能滿足車輛正常行駛的需求, 使得這段光伏公路不僅能承載小型車輛的行駛, 還能承載大中型貨車通過.
不過也有業內人士對此表示不贊同. 首先, 公路上來往車輛很多, 本身就對路面形成遮擋, 加上車輛長期路過碾壓路面, 極有可能造成太陽能電板震動以及塵土覆蓋路面的情形. 如此一來, 要想保證穩定, 持續發電的良好發電效率並不理想.
另外, 光伏公路相比柏油馬路成本要昂貴得多, 由此帶來的維護成本也會相應增加, 例如需要更換不可避免的破損的面板, 以及維護由於日常通行以及惡劣天氣等外力因素的劇烈衝擊所造成的技術性損傷.
光伏路面早有先例
其實關於光伏路面項目早有成功實施的先例. 在2006年, 美國一對科學家夫婦就提出 '光伏路面' 的設想並著手研究. 他們研發的一種太陽能電池板 (Solarroadways) , 表面的材質是超耐磨的特殊玻璃, 最高承重可達125噸, 能保證汽車行駛在太陽能電池板上方也不會對其造成損傷.
官方曾將Solarroadway, 混凝土, 瀝青三種不同路面材料進行對比, 結果Solarroadway在強度, 摩擦力等方面均勝一籌, 唯一的不足就是其成本太高. 這對科學家夫婦表示, 最初的太陽能電池板每塊成本約6900美元, 至少比傳統的瀝青道路成本高出50%, 要想把全美國的路面都換成太陽能公路, 其花費將是天文數字.
而全球首段光伏路面於今年5月在法國西北部圖魯夫爾歐佩爾什鎮正式投入使用. 這是目前世界上第一段真正可供機動車行駛的 '光伏公路' .
這段長1公裡, 寬2米, 單向行駛的 '光伏公路' 上鋪滿了方形太陽能板. 在不佔用額外空間的前提下, 這段公路平均每天能為城市發電近800度, 年發電量約28萬度, 可滿足一個5000人口小鎮的日常用電量.
光伏路面帶來的好處
1.發電量充足
首先從電力方面來看, 這樣的光伏路面每平方米一年的發電量可達239度. 以山東省的高速公路為例, 該省高速公路緊急停車道總面積達2600多萬平方米, 假如全部鋪設上光伏組件, 正常情況下年發電量將達62.17億度, 發電效益60.93億元.
相關數據統計表明, 截至2016年底, 我國公路裡程為458萬公裡. 假如公路僅兩車道約321億平米鋪設這種光伏路面, 年發電量就可達到7.6萬億度. 根據能源局公布的數據, 2016年我國社會總用電量也只不過5.9萬億度, 相比之下 '光伏公路' 的發電量是用電量的1.3倍, 完全能滿足我國龐大的用電需求.
2.電力存儲
我國採取 '西電東送' 工程時間已久, 但是東部發展快, 生產製造業發達, 即便 '西電東送' 如此浩大的工程也不能完全填補東部巨大的用電缺口, '光伏公路' 無疑提供了一個完美的解決方案.
東部地區雖然電力不足, 但勝在路網稠密, 充分利用東部路網優勢, 將路面作為能量收集平台, 電力供給平台, 就可以做到 '自發自用' , 不僅滿足自身用電需求, 還避免了 '西電東送' 過程中長距離輸電導致的電力損失等問題.
3.道路安全
冬季出行, 遇到下雪天氣, 路面極易積雪結冰, 這給汽車行駛帶來不小的安全隱患. 我國目前針對積雪道路的處理方式不外乎人工鏟雪, 機械鏟雪或是撒布融雪劑幾種方式, 但是這些方法人工強度大, 而且對道路有一定損害, 對環境也可能造成汙染.
而 '光伏公路' 由於自身存儲了足夠電量, 利用起來也非常方便. 完全可以為其增設電能轉換熱能的裝置, 通過人工開啟或者是智能感知路面結冰情況來開啟電力加熱系統, 消融冰雪, 保障出行安全.
4.節能環保
傳統的太陽能發電模式下, 太陽能電板需要佔據一定的空間, 而將太陽能和路面結合在一起, 不會佔用額外的空間. 此外, 採取太陽能發電的方式, 相較於傳統的煤炭發電, 核能發電也更加環保, 利於改善自然環境.
小結:
放眼全球, 路面與太陽能發電相結合無疑是一項全新的應用模式, 許多國家都在嘗試. 我國光伏道路從試驗到產業化發展, 已經漸行漸遠. '光伏公路' 的誕生是交通行業與新能源產業深度融合發展的標誌性事件, 將為公眾出行提供全新模式, 為智慧交通和綠色能源開闢全新發展前景.
