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空心板块太阳能路面具有较好的承载能力和使用性能,而且能够很好地保护太阳能电池板并发挥其发电效能,但孔宽对最大拉应力影响显著,基础回弹模量对最大竖向位移影响显著。实心板块太阳能路面具有取之不尽的能源优势,但后期运营维护费用不便宜。
2017年12月28日,完全独立于中国的研发的世界上第一条光伏高速公路在济南,揭幕并正式通车。山东半透明路面已经铺设,部分车辆已经开始在路面上进行测试。光伏高速公路一般指光伏光伏智能路中的智能道路,全称是承载高速光伏路面,是指顶层为类似磨砂玻璃的半透明新材料,摩擦系数高于传统沥青路面的道路。
全球首段承载式光伏高速公路在济南通车了吗?
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。
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。
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。
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。
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。
太阳能公路是什么意思
12月28日,全球首个高速公路承载式光伏路面试验段在济南南绕城高速建成通车。该试验段由齐鲁交通发展集团投资建设,全长1120米,光伏路面铺设长度1080米,预计年发电量约100万千瓦时,现已实现并网发电。目前,该试验段已通过验收,其承重能力、抗滑性能等路用性能指标均满足国家相关标准,可满足所有车型通行。
试验段采用承载式光伏路面技术,即将符合车辆通行条件的光伏发电组件直接铺设在高速公路路面上,从而实现太阳能发电。光伏路面表层被称为“透明混凝土”,其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,且表面粗糙,摩擦系数高,不会形成镜面反射,不会危及驾驶安全。
齐鲁交通发展集团光伏路面项目技术负责人、山东光实能源有限公司首席科学家、同济大学教授张宏超表示,目前,该试验段已经可以实现为高速公路路灯、电子情报板、融雪剂自动喷淋设施、隧道及收费站提供电力供应等功能,余电上网。将来,随着技术升级和关联产业的融合,光伏路面将逐步实现电子标志标线、汽车移动无线充电、路面电热融雪、互联网覆盖、大数据集成与分析等功能。
太阳能公路是指采用太阳能发电技术,将天然阳光转化为电能,从而为公路供电。太阳能公路的建设,通常会在公路表面铺设具有光伏发电功能的材料,通过光伏发电板将阳光转换成电能,为公路周边的LED灯、道路信号灯、监控等提供照明和电力支持。除此之外,太阳能公路还具有提高路面耐久性、消减噪音、防止路面结冰等优点。
太阳能公路的建设具有环保、低碳、节能、可持续等多个优点。首先,太阳能公路采用清洁能源发电,不会产生二氧化碳和其他的有害气体,符合国际社会对于环保的要求;其次,太阳能公路可以为不便于通电的地区提供电力支持,促进当地社会和经济的发展;最后,太阳能公路的应用范围非常广泛,不仅可以应用于城市路面和高速公路,还可以应用于公路旁的停车场、户外广场等场所。
随着全球对环保和绿色能源的要求越来越高,太阳能公路建设的应用前景非常广阔。未来,太阳能公路的研究与开发将会更广泛和深入。太阳能公路的发展趋势有:一是技术创新和成本降低,太阳能公路的材料和设备正在不断升级和优化,未来成本会更低,更容易在各地落地应用;二是应用场景扩大,太阳能公路不仅可以应用于城市和高速公路上,也可以应用于重要交通线路、农村公路、林区公路、山区公路等场所,为不同场所提供清洁、绿色、可持续的电力支持。
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