近日，由同濟大學交通運輸工程學院教授張宏超團隊提供核心技術(shù)的中國首例光伏路面示范區(qū)在山東濟南正式發(fā)布。這條光伏路面全長160米，鋪設(shè)面積660平米。采用承載式光伏路面技術(shù)鋪設(shè)，承載能力強，光電轉(zhuǎn)換率高，并已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。此外，這里還集成了電動汽車充電設(shè)施以及智能交通引導設(shè)施，為道路智能化進行了提前布局。

研發(fā)這一技術(shù)，并成功運用于實際生活，張宏超教授團隊八年磨一劍，攻克了無數(shù)的技術(shù)難題，終于填補了我國在該領(lǐng)域的空白，更使得中國在這一領(lǐng)域的技術(shù)水平達到了國際領(lǐng)先的地位。

我國東部土地資源緊張而西部土地廣闊，大量光伏產(chǎn)業(yè)建設(shè)在西部的戈壁、荒漠無人區(qū)中；而用電量的主要缺口來自東部，光伏電能的輸送問題隨之產(chǎn)生，即使西電東輸如此浩大的工程也不能完全解決。道路光伏化則可完美解決上述難題。我國東部地區(qū)路網(wǎng)稠密，如將道路面積充分利用，則可使太陽能光伏行業(yè)脫離“無地可用”的尷尬困境。

與此同時，將路面作為能量收集平臺、電力供給平臺，可以沿途就地供電，滿足城鎮(zhèn)用電需求，解決了輸電難的問題。

張宏超教授說，這樣的光伏路面每平米每年的發(fā)電量可達239度。截至2016年底，我國公路里程為458萬公里，即使公路僅兩車道（共321億平米）鋪設(shè)這種光伏路面，年發(fā)電量就可達到7.6萬億度，是2016年我國社會總用電量的1.3倍，年發(fā)電效益7.5萬億元；年減排溫室氣體75.8億噸，減排效益2.3萬億元，直接效益達到9.7萬億元。

這樣的公路除了發(fā)電還有什么作用呢？

根據(jù)張宏超教授介紹，首先是可以建設(shè)光伏智能道路交通管理平臺。這個平臺將由供電系統(tǒng)、傳感器等信息接收系統(tǒng)、可視化設(shè)備系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)組成。

該系統(tǒng)將極大地改變傳統(tǒng)交通管理模式。

交通管理部門能夠根據(jù)實時交通信息和大數(shù)據(jù)分析結(jié)果對交通實現(xiàn)系統(tǒng)化和精細化管理。例如，可以通過該系統(tǒng)進行整個城市或區(qū)域的車輛網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度；也可以通過更改某條道路或某個路口的標志標識實現(xiàn)局部的交通控制。

第二是著眼于未來無人駕駛系統(tǒng)的“自動駕駛引導”

通過接入光伏智能道路信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，道路內(nèi)置的車輛定位系統(tǒng)，可以實現(xiàn)車輛之間以及車路之間的信息交互，達到真正意義上的車路協(xié)同，從而實現(xiàn)汽車自動駕駛引導。

第三是路面發(fā)的電可以為電動汽車無線供電

當前電動汽車無線充電技術(shù)已經(jīng)較為成熟。2013年，世界上首條無線充電公交車車道便在韓國建成。今年5月18日高通已經(jīng)實現(xiàn)了電動汽車速度100km/h條件下的無線充電，這套系統(tǒng)位于巴黎的試驗場內(nèi)。

高通的無線電動汽車充電系統(tǒng)

如果我們能夠利用光伏路面的沿線電力供應(yīng)和成熟的無線充電技術(shù)，使光伏路面成為車輛的非接觸式能量供應(yīng)平臺，根據(jù)汽車的運動狀態(tài)分別實現(xiàn)邊行駛邊充電的動態(tài)式，半動態(tài)式充電以及靜態(tài)充電。這將完美解決電動汽車的續(xù)航問題，從而極大地促進電動汽車的推廣使用。

光伏路面動態(tài)充電

第四是加熱地面，防止路面積雪結(jié)冰影響通行。

冬季下雨或者下雪，路面很容易結(jié)冰或積雪，這將給汽車行駛帶來極大的安全隱患。當前我國道路管理部門通常采用人工、機械除雪或者撒布融雪劑的方法，但是這種方法一般對道路以及環(huán)境會造成污染，且人工強度較大。

采用光伏智能道路，通過路面結(jié)冰檢測系統(tǒng)，實時感知道路結(jié)冰情況，從而能夠自動開啟電力加熱系統(tǒng)，及時除去道路冰雪，保障出行安全。這只是智慧城市的其中一部分而已..你期待建設(shè)齊全的智慧城市嗎？！

【拓展閱讀】

在公路上安裝太陽能電池板早已不是一個新鮮的話題，比如德國阿沙芬堡高速公路，在隧道安裝太陽能板；意大利A18高速公路，在廢棄的高架橋上安裝太陽能設(shè)備，這樣的例子不可勝數(shù)。然而大家所講的太陽能公路，并不是這些需要占據(jù)外部空間的道路，而是將太陽能發(fā)電裝置直接安裝在路面的真正的太陽能公路。這才是真正具有難度的黑科技。

太陽能公路有兩個最為重要的特點：一、太陽能裝置安裝在路面。不額外占據(jù)面積或者空間，極為高效利用地表面積和空間。二、路面有鋼化玻璃或其他特殊材料，以保護太陽能電池板等發(fā)電裝置。然而，目前來看，太陽能公路面臨著成本高、推廣難的困境。相信隨著科技的發(fā)展，太陽能公路會最終得以普及。

早在2014年10月，荷蘭就已經(jīng)修建了世界上第一條太陽能公路。這條路位于荷蘭北部城市克羅曼尼，由荷蘭應(yīng)用科學研究院、皇家Imtech科技公司等聯(lián)合開發(fā)。道路并不長，僅有70米，寬度為2米。然而這么短一條路，卻造價不菲，整體花費達350萬歐元（約2300萬元）。

這條公路的表面有一層1厘米厚的鋼化玻璃，看起來整個路面是透明的，玻璃底下安裝著太陽能電池板。太陽能電池板所發(fā)電能可供路燈、交通燈、路標等使用。目前，這條道只能允許行人和自行車上路，并不對車輛開放。

從2014年10月到2017年10月的這三年，這條路處于測試階段，專家們會詳細記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息。經(jīng)過測試，該路段每平方米年產(chǎn)電量約70度，整條路的年產(chǎn)電量為9800度，足夠3戶家庭充分使用一年。

其實，對過往行人來講，這條太陽能公路與普通公路相比，并無本質(zhì)區(qū)別，它只是能夠吸收太陽能而已。很多人甚至都沒有發(fā)現(xiàn)這條道路與普通公路有什么不同。

但是，反對的聲音也從四面八方傳來，并且集中在“成本太高”這一點上。與投資的350萬歐元相比，這條路年產(chǎn)電量總價值不到5000歐元，收回成本顯得遙遙無期。

盡管如此，荷蘭經(jīng)濟部長HenkKamp仍然對太陽能道路充滿信心，他認為隨著技術(shù)的進步，未來太陽能道路的造價會大幅降低，并且，最為重要的是，世界第一條太陽能道路的修建，“表明了荷蘭在可再生能源領(lǐng)域的領(lǐng)導者地位。”

盡管荷蘭建造了世界第一條太陽能公路，但其實太陽能公路的研究工作，卻最早始于美國。美國的一對叫ScottBrushaw和Julie的科學家夫婦，早在2006年就提出了太陽能公路的概念，認為能通過太陽能電池板，替代傳統(tǒng)瀝青，從而充分利用太陽光照。同年，他們成立了一家叫SolarRoadways的公司，專門研究太陽能在地面場景的應(yīng)用。

Brushaw夫婦于2013年啟動試點項目，與荷蘭那條道路不同，他們將關(guān)注點聚焦在停車場路面上。因為停車場作為一個試驗點，空間大小足夠，并且能通過所發(fā)電量，部署LED光源。他們設(shè)計的太陽能面板與眾不同，看上去像一個個特殊設(shè)計的六角形，整個停車場路面都由這種含有太陽能組件的玻璃塊組成。最表面的透明玻璃所使用的材料叫低鐵玻璃，它不僅具有很高的透明度，還有很強的負荷力與牽引力。

太陽能路面不僅能通過LED燈組成方向指示用的箭頭，同時還加入了導熱元件，冬天下雪時不用擔心積雪堆積。所產(chǎn)生的多余電量，能夠返回給電網(wǎng)。按照Brushaw夫婦的設(shè)想，未來還將加入針對電動汽車的無線充電功能。

然而，與荷蘭太陽能公路一樣，Brushaw夫婦的太陽能公路仍然面對生產(chǎn)成本高的問題，目前SolarRoadways的產(chǎn)品均由手工制成，還無法投入量產(chǎn)。

Brushaw夫婦的研究工作得到了政府的大力支持。美國能源局、美國聯(lián)邦公路管理局等多次對其進行研究經(jīng)費專項撥款，以期降低成本，盡快將太陽能公路、太陽能高速公路的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。

近期，他們在美國著名的66號公路上鋪設(shè)了太陽能路面，預計今年年底就能實現(xiàn)鋪設(shè)目標。

與荷蘭、美國相比，法國對太陽能公路的態(tài)度無疑更加激進。2016年1月，法國政府對外宣布，正式開啟太陽能道路項目，未來5年，法國將修建全球里程最長的太陽能道路，總里程達966公里，分布于法國各地，能為法國500萬人提供太陽能電力。目前，該項目招標工作已經(jīng)完成，并正式進入技術(shù)測試階段。　　

該項目合作方為法國著名交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)軍企業(yè)Colas集團。與使用鋼化玻璃的解決方案不同，Colas發(fā)明了一種叫Wattway的薄膜，其厚度僅7毫米。然而在這樣的厚度之下，Wattway不僅能防水，還能承受汽車碾壓，Colas曾測試車輛碾壓100萬次，鋪設(shè)有該薄膜的路面也沒有損壞。

并且，薄膜上附有顆粒結(jié)構(gòu)，可模擬傳統(tǒng)路面，附著力表現(xiàn)相當，確保車輛不會出現(xiàn)打滑等不良狀況。Colas公司宣稱其壽命達到10年，在人流、車流不大的停車場或街區(qū)，該薄膜的使用壽命能達到驚人的20年。

另外，經(jīng)過測算，這種太陽能公路4米就能提供一戶家庭除供暖外的其他所有用電需求，1公里這樣的路段，則能滿足5000人。當然，法國環(huán)境和能源管理局考慮得更為全面、長遠，希望該項目不僅能作為家庭用電，還可以為交通、電動汽車等提供電能。

Wattway的優(yōu)勢在于其相對低廉的成本，雖然官方并未透露其具體價格，但因為Wattway這種方案只需將薄膜鋪設(shè)到道路上，并不需大規(guī)模基建作業(yè)，可以節(jié)省不少人工和建筑施工成本，這也為法國打造全球最長里程太陽能道路奠定了基礎(chǔ)。

來源：新科技前沿