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太阳能公路会成电动车的乐园?

来源:    发布日期:2017-01-23 11:23:00   阅读量:0

记者/李鹏 编辑/李乃麟 

首条长约1000米的太阳能公路路段在法国小镇通车,此前美国也已进行过类似实验。太阳能公路的无线磁感应充电会让电动车“爽翻”吗?

最近一段时间,位于法国诺曼底腹地不通高速公路的山区小镇图鲁夫尔,吸引了来自全球的目光,这是因为法国第一条太阳能公路在此落成通车,这也是世界首条已经建成的太阳能公路路段。

▲ 2016 年12 月22 日,一辆货车行驶在法国西北部图鲁夫尔欧佩尔什镇的“太阳能公路”上(摄影 张雪飞)

太阳能公路?很多人以前听说过太阳能屋顶,太阳能热水器,甚至是太阳能风扇帽等一些东西,也见过空旷野外规模宏大的太阳能光伏发电阵,但却没有见过太阳能公路!太阳能公路是怎么个搞法?

太阳能公路什么样儿?

这段太阳能公路是法国图鲁夫尔镇往南5号省道初始1千米的出镇车道,这个最近火遍全球的太阳能公路项目被命名为“瓦特路”,修建时,它使用聚合树脂将厚度仅为7毫米的小块太阳能板拼接起来,而后黏合在原有道路的表面,并在上层加盖由树脂材料制成的高强度透明板以抵抗车辆行驶带来的压力,可以经得起每天大约2000辆汽车从上面碾压通过。

正是由于安装了能发电的太阳能板,这条路也就变成了会发电的公路。平时,公路只要晒晒太阳,太阳能就能转化为电能,再将电能由隐藏在地下的蓄电装置输送到城市电网,就可以使用了。据报道,法国这段1千米长、铺设了2800平方米太阳能板的太阳能公路,理论上平均每天发电近800度,年发电量约28万度,可支撑一个5000人口小镇的日常公共照明用电。如果试行成功,未来图鲁夫尔小镇上所有路灯的用电都由“瓦特路”来提供。国家发改委能源研究所研究员姜克隽对北京科技报 | “科学加”客户端记者表示,太阳能公路这种创意不错,它给我们提供了一种全新的利用太阳能思路。

事实上,法国方面也的确对太阳能公路报以厚望。法国环境、能源和海洋事务部长罗雅尔对这一“前卫技术”的前景非常看好,在她的推动下法国计划5年内建造1000千米长的太阳能公路。

▲ 2800 块太阳能电池板铺设而成,平均每年可发电280 兆瓦时

法国方面甚至表示,这是法国政府在《巴黎协定》通过之后力推的绿色环保领域的重要举措,希望引领世界进一步向可持续发展迈进。据悉,目前已有多国对引进法国太阳能公路技术感兴趣。

美国夫妇的狂想和实验

目前,对太阳能公路感兴趣的并不仅仅只有法国。2016年7月,美国的密苏里州宣布将对密苏里州康威市的66号公路进行改造升级,并将很多路段改造成太阳能公路,也就是在这些路段铺设太阳能面板,这种内嵌有光伏电池板的六边形钢化玻璃相互咬合,就会利用太阳能发电并向电网传送。

很多人大概不知道,太阳能公路的构想居然是来自一对老年夫妻。男主是工程师出身,思维异常严谨,最爱给对方泼冷水。女主是无业游民,但是脑洞特别大,每天喜欢幻想各种科幻未来。

有一天,朱莉·布鲁索一如既往地开始幻想,能否让公路上的柏油沥青路面统统换成太阳能光伏板啊,这样全美75000多平方公里的公路系统就可以发很多很多电了。

朱莉·布鲁索的第一反应当然是给妻子泼冷水啦!“就会瞎想,这事儿还不直接抓个外星人回来算了。”可是而后斯科特·布鲁索又转念一想,如果仅仅是太阳能公路发电,那确实是意义不大,性价比不高,但如果还能提供路面照明与交通指示、提供智能交通的路面探测、电烘干路面的积雪、给电动汽车提供无线充电解决其续航问题等,其就有应用的价值了。

于是,斯科特·布鲁索决定认真研究妻子的想法。他不愧是电子工程师出身,三下五除二,没过多久他就将能够铺在公路上的太阳能电池板“Solar Roadway”给研发出来了。这种太阳能公路的具体构造形式就是下面这样的:

这里面的每个六角形的钢化玻璃从上往下依次分成这些层:

第一层,钢化玻璃

第二层,LED发光指示灯层

第三层,电路层

第四层,用可循环利用材料组成的基础地基层

第五层:泄洪与蓄水层

这种太阳能公路的优点首先就是太阳能发电,可以并入电网。但在斯科特·布鲁索的设计中,其不仅仅是发电。首先,这种太阳能公路可以提供路面指示灯系统。这是由第二层的LED发光层产生的智能路面指示灯,可以用于各种路面指示系统,同时可以根据需要随时变换,就像一个巨大的显示器。

另外,美国66号太阳能公路太阳能板的另一个优势在于它还集成了加热装置,可以用来融化冰雪。这极大节约了道路维护成本,因为道路维护人员在严寒天气不再需要向道路投撒盐或化学物质来融雪。在中国的北方尤其是东北的一些城市,遇到大雪天气,道路除雪就是一个严重问题。这可不可以是一个很好的创意呢?

最后一个优势是,这种太阳能公路系统可以作为一个巨大的无线充电设备,给在行驶和停泊其上的电动汽车进行无线磁感应充电。

这样一来,有人说,估计特斯拉之类的电动车几乎要爽翻,因为这相当于就是车即用即充啊!理论上讲,在这种太阳能公路上行驶的电动汽车的续航能力可以提高到永久。而且,这对于未来智能立体交通来说利好真是太大了。关键是,这些电力还都是最清洁的太阳能。

在2014年,斯科特·布鲁索夫妇成立的太阳能公司在美国的众筹平台Indiegogo上就融到225万美元的资金支持。而后美国能源部与联邦道路管理局得知这一消息后也资助了100万美元,帮助其完成实验阶段。

世界多国实验太阳能公路

2016年7月初,对斯科特·布鲁索夫妇而言,令人振奋的消息传来。美国交通部正打算对被美国人视为“母亲之路”的66号公路进行高科技升级:在公路旁的人行道铺设他们公司生产的太阳能电池板。此项目的目标是为康威66号公路服务中心供电,以及测试该科技是否能运用到普通街道上。

另外,66号公路还将选择一段公路实施升级计划。与法国太阳能公路不同的是,美国66号太阳能公路的太阳能板还将配备LED灯,可以用来显示车道标志和限速信息,可以取代现有的一些交通标识。

同时,德国、荷兰等国也都在着力研发太阳能公路相关技术。在2014年,荷兰甚至开通了一段全长约70米的太阳能自行车道。相信在不久以后,会有更多的太阳能公路项目问世。据了解, 当前铺设法国太阳能公路的公司就声称,他们在全世界拥有约100个太阳能道路项目。

▲斯科特·布鲁索( 男主) 和 朱莉·布鲁索

斯科特·布鲁索夫妇这几年也在寻求通过集资来安装更多的太阳能板。他们将通过公众以及网络筹集资金,从而把太阳能道路计划变得更加完善,推广至更多地区。

太阳能公路是否可行?

北汽集团新能源汽车管理部部长詹文章博士对记者表示,如果单纯从技术实现的角度而言,太阳能公路现在并不会有太大的难题,它的核心问题是对我们是否实用。

首先就是建造成本的问题。詹文章说如果建造成本过高,就不会具有普遍推广应用的价值。据了解,目前法国的太阳能公路模式正是因为成本的问题而遭受质疑和非议。其造价高达500万欧元(约合人民币3625万元),电力成本是房顶太阳能发电的13倍。专家认为,太阳能公路吸收阳光的效果不如屋顶,因为屋顶可倾斜对着阳光,吸收阳光的效果更好。因此同等价格下,屋顶太阳能更实在,而太阳能公路实际上很不划算。

法国环境部长罗雅尔此前曾表示,打算在法国建设1000公里的太阳能公路。法国接下来将从西部的布列塔尼地区和南部的马赛开始向全国推广这种“太阳能公路”。不过她的这一提议遭致各方质疑:首先是与屋面倾斜安装的光伏面板相比,这种平坦路面铺设的光伏面板的效率会大大降低,再者是修建太阳能公路的投资成本过高以及设备本身寿命,具有很大的不确定性。因此未来的推进将受到很大的羁绊。据了解,目前美国66号公路的太阳能公里实验项目进展也很慢,其面临的问题和法国相同:高到无法承受的建设成本。

另外一个问题就是公路的使用寿命问题。尽管法国相关公司声称,铺设这种多晶硅树脂薄膜的道路能使用至多10年时间,然后才需要进行维修或更换。在停车场和小巷等车流量不大的地方,这种薄膜的使用寿命可达20年。但现在也有不少人质疑这些太阳能板能否经受住时间、天气以及大型货车的考验。尤其是在我国,因为货车经常超载,道路的寿命更是个问题。

但是记者采访时,国内的部分专家还是对这种公路形式予以了支持。“这种公路的建筑模式是可行的,是一个比较有前景的事情,现在能源供应这么紧张,如果这种公路模式能够实现,可以提供一种新颖的获取能源的方式。” 山东交通学院教授蔡志理说。

詹文章表示,如果太阳能公路在建造成本和使用寿命上能够找到较好的解决方案,是有很大的市场机会的。

应鼓励研究实验

据了解,当前美国和法国也正在进行进一步的研究,一个方面是减低建造成本和提高发电效率,另一个就是如何让太阳能公路做得更耐用。

姜克隽也表示,我国应当鼓励进行太阳能公路相关技术的研究和实验,可以选一些偏远、车不太多、日照好的公路进行尝试,法国的实验线在偏远的山区,是具有一定的合理性的,这样可以降低车辆对路面的破坏。但是他表示,我国上太阳能公路项目要谨慎,毕竟我国国土面积大,另外我国很多公路一直高负荷运行,寿命短也是一个问题,这样的环境完全不适合建设还是高成本的太阳能公路,这个和法国、美国等一些国家也不一样。

也就是说,太阳能公路这种现在火遍全球的新技术很好,我们不能完全当成样子货和笑话来看待!可以鼓励有兴趣的人和机构研究和实验。但是作为大型项目工程上马,还得仔细考虑、通盘掂量。■