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可发电可通车的光伏路又来了,这次会有不一样的结局吗?

作者:记者 杨漾 来源:澎湃新闻 时间:2020-08-20

继几年前山东济南的“网红光伏高速公路”之后,又一光伏路面示范项目落地。前者在投运一年有余后因路面损毁严重、发电收入难以维持日常养护等原因被拆除,如今的光伏路面项目可否避免重蹈覆辙?

据福建省福州市永泰县融媒体中心近日消息,福建省首个光伏路面示范项目落地永泰县荷溪公路服务区。该项目已进入扫尾阶段,预计本月底前可投入使用。项目建成后可满足荷溪公路服务区的供电以及汽车、电动车充电桩的充电需求。上述消息称,光伏道路面板利用多种复合材料和特殊结构设计,具有减震、耐久性好、承载能力高等优点,安装了光伏道路面板的路面不仅可以发电还可供正常车辆通行。

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在福建永泰县,工作人员正在对停车厂路面进行光伏面板铺设。微信公号“大美永泰” 图

该项目由福州大学胡昌斌教授领衔的道路与机场研究中心团队进行建设。“光伏路面有别于其他的光伏工程,我们采用了改性的树脂,将光伏板固定在中间,还用钢框进行加固,使它的承载力、耐久性都有所提高,可以满足车辆通行的要求。”福州大学道路与机场研究中心一位研究生称。此外,永泰公路事业发展中心工程师鲍仕榕介绍:“这是一种可以自发电的路面,每平方一天发电量可达到一度左右,我们本次实施的项目有100平方米。”

这不禁让人联想起曾轰动一时的济南“全球首段光伏高速公路”,更像是济南版“光伏公路”的迷你版和路况简化版。2017年底,位于济南绕城高速南线的“全球首段承载式光伏高速公路试验段”正式通车,彼时的宣传介绍称,“这段高速公路能晒太阳发电,电动汽车开上路就能充电,下雪后自行融化路面积雪”。但通车并网发电后,这条“网红光伏高速”可谓命运坎坷。

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济南“全球首段光伏高速公路”的开通曾备受瞩目

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光伏路面表面看上去像是粗糙的毛玻璃

该试验段由齐鲁交通发展集团投资,全长1120米,光伏路面铺设长度1080米,铺设主行车道和应急车道,铺设净总面积为5875平方米。光伏路面表面看上去像是粗糙的毛玻璃,是将符合车辆通行条件的光伏组件直接铺设在道路路面上,路面表层被称为“透明混凝土”。根据当时的介绍,这一承载式光伏路面共分为三层:最表层为透光混凝土路面层,该层具有强度大、透光率高两大特点;中间层为光伏面板,也就是光电转化的功能层,利用路面空闲时间吸收阳光发电;第三层为绝缘层,既有对光伏面板的物理保护作用,又有防水防潮等性能。

然而,通车后第六天,工作人员在例行巡查时就发现路面遭破坏,一块透明混凝土面层遗失,另七块面板有遭重击痕迹。后经警方调查后排除了人为损坏因素,确定为“大中型车辆高速行驶中产生颠簸,车载悬挂物对路面造成损坏”,建设方只得对其进行封闭“打补丁”修补。投运后的8个多月时间里,这条试验路段进行了四次封闭式施工维修。

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2018年6月30日,济南绕城高速公路光伏公路试验段,由于路面的光伏电池破损,被施工单位封闭维修。

2018年8月,行车道上的光伏路面已完全被拆除且更换了沥青,只剩下应急停车道的光伏路面。试验段时任研发团队负责人解释称,原本防水的光伏路面,因变形导致了雨水侵入使受力改变,因此需要进行升级改造。2019年4月有媒体探访时,“网红公路”已所剩无几:行车道的光伏面板仅剩10米左右,大部分已被新铺设的沥青路面取代。应急车道的光伏面板虽没有拆除,但表面成黄褐色,覆盖了不少泥尘。灰尘遮挡会影响组件发电效率,这也令该路段此前提出的发电收益大打折扣。

应用于济南示范段的“承载式光伏路面技术”,由同济大学交通运输工程学院张宏超教授团队研发,后在山东光实能源有限公司的推动下实现产业化。

张宏超在2018年济南光伏公路被大面积拆除后曾回应澎湃新闻(www.thepaper.cn)称,一般高速公路的路面设计寿命是15年,所以光伏路面参照这个标准执行。“这个设计寿命是我们期望能达到的,但是路面在使用过程中,要经受车辆荷载的反复作用和环境气候综合作用,例如温度的日变化、年变化、降雨和湿度、光、大气的作用与荷载作用叠加,使路面的状况变得十分复杂,往往出现一些局部损坏,这种情况在各种等级的路面上都可能出现,光伏路面也不例外。”他认为,该试验段上的确出现了很多预想不到的问题,但其中一些很好地回答了技术团队的疑问,例如到底是很少行车的应急车道发电量高,还是车辆密集、有遮挡的主行车道发电量高?车辆阴影的影响有多大?等等。

面对质疑,张宏超表示,光伏路面是一个全新的技术探索和研究,通过大量的前期研究、实验室试验、全尺寸结构试验、野外试验,已经进入到实际道路试验阶段,也就是2017年完成的济南高速公路试验段。但高速公路的交通量大、车速高、荷载重等特点,是实验室或其他野外试验不能模拟的,所以必须进行高速公路上的实际试验,为了达到试验的目的,谨慎起见,修建了1公里,用于积累数据进行进一步研究。

他彼时对澎湃新闻解释道,济南光伏高速的开放交通试验初步打消了人们此前关于抗滑安全、电气安全、表面反光、表面纹理对驾驶员视觉影响等等顾虑。但过程中出现了一些始料未及的问题:比如,以2018年4月份做的一次现场评估来看,主行车道光伏路面下的原路面沥青混凝土,从2002年开始已经使用了15年,达到原路面的设计寿命终点,出现了内部层间透水问题,但工程实施前和设计阶段都没有发现。光伏路面改造施工适值冬季,也没有发现这个问题。而路面下线缆沟正好横贯这个层位,截断了这些下渗水的横向通道,导致了春季开始的沥青混凝土内和层间水分积聚,发生了沥青路面常见的局部水损坏。皮之不存,毛将焉附,这是其上部分光伏模块损坏的主要原因。

由济南光伏高速试验遭遇的尴尬现实可见,一条兼具发电与通行功能的光伏路面既要考虑复杂的路面性能,还得兼顾光伏路面的透光性和承载力,否则一旦出现裂缝或蒙尘,预想的行车质量和发电效益都打了水漂。横亘在光伏公路大面积推广面前的还有居高不下的成本。

全球范围内,很早就启动了光伏道路的探索实验,不过屡屡折戟。

一对美国夫妇早在2006年就提出了光伏公路概念,并付诸实践。其表面的材质是超耐磨的特殊玻璃,最高承重可达125吨。该项目后来在美国66号公路密苏里路段开启了小规模试点建设工程,但是囿于建设成本等因素,没有得到推广。

2014年,位于荷兰的一条光伏道路修建完成。这条长70米、宽2米的光伏道路只允许行人和自行车通行。按照预期,该道路年产电量9800千瓦时,但造价不菲高达350万欧元,几乎不可能收回成本。

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法国Wattway光伏公路项目受损严重

2019年,位于法国诺曼底的1公里光伏公路Wattway宣告彻底失败。Wattway包括2800块光伏板,其建筑商建筑集团曾表示,面板上覆盖着含有硅的树脂,其强度足以抵御18轮车的交通堵塞。

但自投运开始,Wattway项目的光伏面板就开始退化、剥落并分裂,直到2018年,由于磨损造成的损坏,部分道路不得不拆除。该项目原计划每天为多达5000人提供照明电力,但最终远低于预期,原因是诺曼底的光照资源并不充沛,且雷暴会摧毁电路系统,即使是在光照条件正常的情况下,发电效率也远低于预期。

光伏公路的实用性还需要经受更多的考验。据澎湃新闻不完全统计,截至目前,广西、浙江等省份也有光伏路面项目在运或在建。


【编辑:王珏 QQ:1485994861;TEL:13810405128/010-84990788—1369】
【审核:耿茁、孙婧】

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