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可發電可通車的光伏路又來了,這次會有不一樣的結局嗎?

作者:記者 楊漾 來源:澎湃新聞 時間:2020-08-20

繼幾年前山東濟南的“網紅光伏高速公路”之后,又一光伏路面示范項目落地。前者在投運一年有余后因路面損毀嚴重、發電收入難以維持日常養護等原因被拆除,如今的光伏路面項目可否避免重蹈覆轍?

據福建省福州市永泰縣融媒體中心近日消息,福建省首個光伏路面示范項目落地永泰縣荷溪公路服務區。該項目已進入掃尾階段,預計本月底前可投入使用。項目建成后可滿足荷溪公路服務區的供電以及汽車、電動車充電樁的充電需求。上述消息稱,光伏道路面板利用多種復合材料和特殊結構設計,具有減震、耐久性好、承載能力高等優點,安裝了光伏道路面板的路面不僅可以發電還可供正常車輛通行。

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在福建永泰縣,工作人員正在對停車廠路面進行光伏面板鋪設。微信公號“大美永泰” 圖

該項目由福州大學胡昌斌教授領銜的道路與機場研究中心團隊進行建設?!肮夥访嬗袆e于其他的光伏工程,我們采用了改性的樹脂,將光伏板固定在中間,還用鋼框進行加固,使它的承載力、耐久性都有所提高,可以滿足車輛通行的要求?!备V荽髮W道路與機場研究中心一位研究生稱。此外,永泰公路事業發展中心工程師鮑仕榕介紹:“這是一種可以自發電的路面,每平方一天發電量可達到一度左右,我們本次實施的項目有100平方米?!?/p>

這不禁讓人聯想起曾轟動一時的濟南“全球首段光伏高速公路”,更像是濟南版“光伏公路”的迷你版和路況簡化版。2017年底,位于濟南繞城高速南線的“全球首段承載式光伏高速公路試驗段”正式通車,彼時的宣傳介紹稱,“這段高速公路能曬太陽發電,電動汽車開上路就能充電,下雪后自行融化路面積雪”。但通車并網發電后,這條“網紅光伏高速”可謂命運坎坷。

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濟南“全球首段光伏高速公路”的開通曾備受矚目

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光伏路面表面看上去像是粗糙的毛玻璃

該試驗段由齊魯交通發展集團投資,全長1120米,光伏路面鋪設長度1080米,鋪設主行車道和應急車道,鋪設凈總面積為5875平方米。光伏路面表面看上去像是粗糙的毛玻璃,是將符合車輛通行條件的光伏組件直接鋪設在道路路面上,路面表層被稱為“透明混凝土”。根據當時的介紹,這一承載式光伏路面共分為三層:最表層為透光混凝土路面層,該層具有強度大、透光率高兩大特點;中間層為光伏面板,也就是光電轉化的功能層,利用路面空閑時間吸收陽光發電;第三層為絕緣層,既有對光伏面板的物理保護作用,又有防水防潮等性能。

然而,通車后第六天,工作人員在例行巡查時就發現路面遭破壞,一塊透明混凝土面層遺失,另七塊面板有遭重擊痕跡。后經警方調查后排除了人為損壞因素,確定為“大中型車輛高速行駛中產生顛簸,車載懸掛物對路面造成損壞”,建設方只得對其進行封閉“打補丁”修補。投運后的8個多月時間里,這條試驗路段進行了四次封閉式施工維修。

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2018年6月30日,濟南繞城高速公路光伏公路試驗段,由于路面的光伏電池破損,被施工單位封閉維修。

2018年8月,行車道上的光伏路面已完全被拆除且更換了瀝青,只剩下應急停車道的光伏路面。試驗段時任研發團隊負責人解釋稱,原本防水的光伏路面,因變形導致了雨水侵入使受力改變,因此需要進行升級改造。2019年4月有媒體探訪時,“網紅公路”已所剩無幾:行車道的光伏面板僅剩10米左右,大部分已被新鋪設的瀝青路面取代。應急車道的光伏面板雖沒有拆除,但表面成黃褐色,覆蓋了不少泥塵?;覊m遮擋會影響組件發電效率,這也令該路段此前提出的發電收益大打折扣。

應用于濟南示范段的“承載式光伏路面技術”,由同濟大學交通運輸工程學院張宏超教授團隊研發,后在山東光實能源有限公司的推動下實現產業化。

張宏超在2018年濟南光伏公路被大面積拆除后曾回應澎湃新聞(www.thepaper.cn)稱,一般高速公路的路面設計壽命是15年,所以光伏路面參照這個標準執行?!斑@個設計壽命是我們期望能達到的,但是路面在使用過程中,要經受車輛荷載的反復作用和環境氣候綜合作用,例如溫度的日變化、年變化、降雨和濕度、光、大氣的作用與荷載作用疊加,使路面的狀況變得十分復雜,往往出現一些局部損壞,這種情況在各種等級的路面上都可能出現,光伏路面也不例外?!彼J為,該試驗段上的確出現了很多預想不到的問題,但其中一些很好地回答了技術團隊的疑問,例如到底是很少行車的應急車道發電量高,還是車輛密集、有遮擋的主行車道發電量高?車輛陰影的影響有多大?等等。

面對質疑,張宏超表示,光伏路面是一個全新的技術探索和研究,通過大量的前期研究、實驗室試驗、全尺寸結構試驗、野外試驗,已經進入到實際道路試驗階段,也就是2017年完成的濟南高速公路試驗段。但高速公路的交通量大、車速高、荷載重等特點,是實驗室或其他野外試驗不能模擬的,所以必須進行高速公路上的實際試驗,為了達到試驗的目的,謹慎起見,修建了1公里,用于積累數據進行進一步研究。

他彼時對澎湃新聞解釋道,濟南光伏高速的開放交通試驗初步打消了人們此前關于抗滑安全、電氣安全、表面反光、表面紋理對駕駛員視覺影響等等顧慮。但過程中出現了一些始料未及的問題:比如,以2018年4月份做的一次現場評估來看,主行車道光伏路面下的原路面瀝青混凝土,從2002年開始已經使用了15年,達到原路面的設計壽命終點,出現了內部層間透水問題,但工程實施前和設計階段都沒有發現。光伏路面改造施工適值冬季,也沒有發現這個問題。而路面下線纜溝正好橫貫這個層位,截斷了這些下滲水的橫向通道,導致了春季開始的瀝青混凝土內和層間水分積聚,發生了瀝青路面常見的局部水損壞。皮之不存,毛將焉附,這是其上部分光伏模塊損壞的主要原因。

由濟南光伏高速試驗遭遇的尷尬現實可見,一條兼具發電與通行功能的光伏路面既要考慮復雜的路面性能,還得兼顧光伏路面的透光性和承載力,否則一旦出現裂縫或蒙塵,預想的行車質量和發電效益都打了水漂。橫亙在光伏公路大面積推廣面前的還有居高不下的成本。

全球范圍內,很早就啟動了光伏道路的探索實驗,不過屢屢折戟。

一對美國夫婦早在2006年就提出了光伏公路概念,并付諸實踐。其表面的材質是超耐磨的特殊玻璃,最高承重可達125噸。該項目后來在美國66號公路密蘇里路段開啟了小規模試點建設工程,但是囿于建設成本等因素,沒有得到推廣。

2014年,位于荷蘭的一條光伏道路修建完成。這條長70米、寬2米的光伏道路只允許行人和自行車通行。按照預期,該道路年產電量9800千瓦時,但造價不菲高達350萬歐元,幾乎不可能收回成本。

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法國Wattway光伏公路項目受損嚴重

2019年,位于法國諾曼底的1公里光伏公路Wattway宣告徹底失敗。Wattway包括2800塊光伏板,其建筑商建筑集團曾表示,面板上覆蓋著含有硅的樹脂,其強度足以抵御18輪車的交通堵塞。

但自投運開始,Wattway項目的光伏面板就開始退化、剝落并分裂,直到2018年,由于磨損造成的損壞,部分道路不得不拆除。該項目原計劃每天為多達5000人提供照明電力,但最終遠低于預期,原因是諾曼底的光照資源并不充沛,且雷暴會摧毀電路系統,即使是在光照條件正常的情況下,發電效率也遠低于預期。

光伏公路的實用性還需要經受更多的考驗。據澎湃新聞不完全統計,截至目前,廣西、浙江等省份也有光伏路面項目在運或在建。


【編輯:王玨 QQ:1485994861;TEL:13810405128/010-84990788—1369】
【審核:耿茁、孫婧】

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