2006年,美国【guó】一对光伏【fú】爱好者夫妇首先【xiān】提出【chū】了【le】光伏路面的概念,在宽敞明亮的公路【lù】上【shàng】铺设光伏组件,让【ràng】路【lù】面【miàn】不【bú】仅能通车、还能发【fā】电,甚至拓展【zhǎn】更多的使用【yòng】场景。很多人敏锐地【dì】意识到,这项技术将引发人类交通【tōng】方式的巨大变革。法国甚至宣布【bù】已经【jīng】建成了【le】世界上第一条光伏路【lù】面,但其只是铺【pù】设在【zài】一【yī】条车流较小的乡间道路上。在车速【sù】更快、车辆更【gèng】密集的高速【sù】公路上铺设【shè】光【guāng】伏路面,将是一个更大【dà】胆【dǎn】的尝试。

       敢于第一个吃螃蟹【xiè】的【de】人【rén】叫张宏【hóng】超,山东济南人【rén】,同济大学最年轻的博【bó】士【shì】生【shēng】导师。他参与研究的这块特殊材料板,就是被【bèi】盗光伏路面【miàn】的【de】主【zhǔ】要组成材料。       900公里【lǐ】之外的山东济南,有关人员【yuán】正在运用这种材料【liào】板,实施一项超级工程。作为发电【diàn】核心的多晶硅【guī】电池,不【bú】轻【qīng】拿轻【qīng】放都会碎裂,又如何承受路面上成千【qiān】上【shàng】万辆汽【qì】车的【de】碾压呢?

        这项【xiàng】工程最【zuì】大的难点就在【zài】保护光伏电池的材料上。这里是【shì】济南【nán】的南绕城【chéng】高速,以每天4万辆车的断面通行量、每年10%到15%的交通【tōng】增【zēng】长率,专家【jiā】测算的最【zuì】终结果是【shì】:在15年的【de】设【shè】计年限内【nèi】,这段路需要承受后轴载【zǎi】重10吨的卡车2400万次【cì】的碾【niǎn】压。同济大【dà】学交通运输工程学院教授、博【bó】士导师【shī】张宏【hóng】超表示:“那么说我们【men】的这个结构【gòu】强度和承载力就要满足【zú】这个总【zǒng】的损伤量,在【zài】这个操作【zuò】量下不至【zhì】于发【fā】生损坏。”

选择最佳的【de】材料【liào】并找到最优化【huà】的设计【jì】方案没【méi】有【yǒu】捷【jié】径,只【zhī】有【yǒu】通过研发团队【duì】在实验室里反复的【de】试错配比。同济大学交通运输工程学【xué】院教授【shòu】、博士生导师张宏超告诉【sù】记【jì】者:“要做力学的测试【shì】、老化的测试【shì】、环境侵【qīn】独的【de】测试,然后根据这【zhè】些【xiē】测试结【jié】果进行【háng】筛除。有的时候你可能做很长时【shí】间的实验【yàn】没有一个可以的,可能【néng】又【yòu】推倒重来,回【huí】到最原始的配方去解决问题。”

张宏超意识到,这种【zhǒng】材料应该以透光的颗粒【lì】材料作为【wéi】骨【gǔ】架【jià】结构【gòu】,保证足够的透光性;用【yòng】聚【jù】合物作为粘【zhān】结【jié】剂【jì】,保证足够【gòu】的【de】承载力。“前期呢【ne】,我们主【zhǔ】要筛选了三大【dà】类聚合物,每一类里面都【dōu】有成百上千种材料。这个【gè】东西有点像配药,如果排列组【zǔ】合的话,它会【huì】有无穷无尽的组【zǔ】合方式。”

       然而【ér】透【tòu】光性与承【chéng】载力是一对【duì】你【nǐ】死我活的【de】冤家【jiā】。混凝【níng】土太【tài】厚,会影响通光量【liàng】和发电效率;太【tài】薄,会导【dǎo】致结【jié】构不【bú】可靠,承载力就会打折。如【rú】何让这种组合最【zuì】为合理,还【hái】需要大量的模拟实验和【hé】数据的【de】搜集对比,才能给出最佳的方案。山东【dōng】光实能源有限公司【sī】核【hé】心研发成员张【zhāng】暄认为,要对比两块同样大小的试【shì】验路段,以【yǐ】数【shù】据【jù】举例并【bìng】解释。厚度差多少,发光率会发生变化,具体【tǐ】数据。

       经过【guò】近两年的研发试验,数十万次【cì】的碾【niǎn】压实验【yàn】,位于山东的【de】这【zhè】项超级工程终于找到了【le】最符合条件的光伏路【lù】面【miàn】材料。张【zhāng】宏超【chāo】介绍说【shuō】,这种材料是一【yī】个多层的复合结构,如果细【xì】分起来呢,应该分为表面的透光【guāng】磨耗层【céng】,中间一层【céng】是加强层,在这【zhè】个加强层后【hòu】面【miàn】是光伏电池【chí】层和导线层【céng】,然后才到了【le】底板层。“所以说,很多人【rén】担心的你是不是一【yī】层毛玻璃,会被压【yā】坏,在这种【zhǒng】结构里面,是【shì】不存在的【de】。”

9-21,这条由【yóu】中国【guó】科学家自主研发【fā】的光伏路【lù】面【miàn】正式通车【chē】。它【tā】的设计寿命、力学参数、路用性能等指标【biāo】远超其他国【guó】家,成【chéng】为全球第一条真【zhēn】正的光伏“高速”公路。试运行一百天,仅发电量一项指标就突破了十万【wàn】千【qiān】瓦【wǎ】时。如果【guǒ】让山东全省的公路【lù】都能发电,一年【nián】的发电量【liàng】将达到270亿千瓦【wǎ】时,可以顶替十四座350兆瓦的热电【diàn】厂。试想【xiǎng】所【suǒ】有的公路都换【huàn】成【chéng】光【guāng】伏路面,中国的能源供给结构【gòu】将发【fā】生巨大的改变。

       然而【ér】,发电并不是它最【zuì】重要【yào】的意【yì】义。齐鲁交通发展集团有限公司副【fù】总经【jīng】理张西斌分析,未来【lái】超级公路【lù】需要【yào】解【jiě】决的【de】问题,就是智能交【jiāo】通、智慧交通来解决车的安全问题,那么就必须由【yóu】电力来支撑【chēng】。

       磁悬浮汽车在【zài】电子化道【dào】路网上【shàng】,交错行驶【shǐ】,行驶数【shù】据通过光伏【fú】路【lù】面进行信息汇总让无人驾驶更加安全【quán】可靠,这些科幻【huàn】电影里才会【huì】发生的事情,都将会随着这条光伏公【gōng】路的建成变为现【xiàn】实【shí】,未来智能交通的【de】支撑性技【jì】术,就是【shì】光伏路【lù】面【miàn】技术。

这【zhè】段公路,虽然只有短短【duǎn】的1.08公【gōng】里,却是【shì】一个真【zhēn】正的世界【jiè】级超级工程。已经折射【shè】出了一【yī】缕【lǚ】曙光,渲染出未来智能交通【tōng】的远大图景。