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。
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。”
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。
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。