近日，由同济大学交通运输工程学院教授张宏超团队提供核心技术的中国首例光伏路面示范区在山东济南正式发布。这条光伏路面全长160米，铺设面积660平米。采用承载式光伏路面技术铺设，承载能力强，光电转换率高，并已实现并网发电。此外，这里还集成了电动汽车充电设施以及智能交通引导设施，为道路智能化进行了提前布局。
研发这一技术，并成功运用于实际生活，张宏超教授团队八年磨一剑，攻克了无数的技术难题，终于填补了我国在该领域的空白，更使得中国在这一领域的技术水平达到了国际领先的地位。
我国东部土地资源紧张而西部土地广阔，大量光伏产业建设在西部的戈壁、荒漠无人区中；而用电量的主要缺口来自东部，光伏电能的输送问题随之产生，即使西电东输如此浩大的工程也不能完全解决。道路光伏化则可完美解决上述难题。我国东部地区路网稠密，如将道路面积充分利用，则可使太阳能光伏行业脱离“无地可用”的尴尬困境。
与此同时，将路面作为能量收集平台、电力供给平台，可以沿途就地供电，满足城镇用电需求，解决了输电难的问题。
张宏超教授说，这样的光伏路面每平米每年的发电量可达239度。截至2016年底，我国公路里程为458万公里，即使公路仅两车道（共321亿平米）铺设这种光伏路面，年发电量就可达到7.6万亿度，是2016年我国社会总用电量的1.3倍，年发电效益7.5万亿元；年减排温室气体75.8亿吨，减排效益2.3万亿元，直接效益达到9.7万亿元。
这样的公路除了发电还有什么作用呢？
根据张宏超教授介绍，首先是可以建设光伏智能道路交通管理平台。这个平台将由供电系统、传感器等信息接收系统、可视化设备系统、网络传输系统、后台管理系统以及大数据系统组成。
该系统将极大地改变传统交通管理模式。
交通管理部门能够根据实时交通信息和大数据分析结果对交通实现系统化和精细化管理。例如，可以通过该系统进行整个城市或区域的车辆网络化调度；也可以通过更改某条道路或某个路口的标志标识实现局部的交通控制。
第二是着眼于未来无人驾驶系统的“自动驾驶引导”
通过接入光伏智能道路信息网络系统，道路内置的车辆定位系统，可以实现车辆之间以及车路之间的信息交互，达到真正意义上的车路协同，从而实现汽车自动驾驶引导。
第三是路面发的电可以为电动汽车无线供电
当前电动汽车无线充电技术已经较为成熟。2013年，世界上首条无线充电公交车车道便在韩国建成。今年5月18日高通已经实现了电动汽车速度100km/h条件下的无线充电，这套系统位于巴黎的试验场内。
高通的无线电动汽车充电系统
如果我们能够利用光伏路面的沿线电力供应和成熟的无线充电技术，使光伏路面成为车辆的非接触式能量供应平台，根据汽车的运动状态分别实现边行驶边充电的动态式，半动态式充电以及静态充电。这将完美解决电动汽车的续航问题，从而极大地促进电动汽车的推广使用。
光伏路面动态充电
第四是加热地面，防止路面积雪结冰影响通行。
冬季下雨或者下雪，路面很容易结冰或积雪，这将给汽车行驶带来极大的安全隐患。当前我国道路管理部门通常采用人工、机械除雪或者撒布融雪剂的方法，但是这种方法一般对道路以及环境会造成污染，且人工强度较大。
采用光伏智能道路，通过路面结冰检测系统，实时感知道路结冰情况，从而能够自动开启电力加热系统，及时除去道路冰雪，保障出行安全。这只是智慧城市的其中一部分而已..你期待建设齐全的智慧城市吗？！
【拓展阅读】
在公路上安装太阳能电池板早已不是一个新鲜的话题，比如德国阿沙芬堡高速公路，在隧道安装太阳能板；意大利A18高速公路，在废弃的高架桥上安装太阳能设备，这样的例子不可胜数。然而大家所讲的太阳能公路，并不是这些需要占据外部空间的道路，而是将太阳能发电装置直接安装在路面的真正的太阳能公路。这才是真正具有难度的黑科技。
太阳能公路有两个最为重要的特点：一、太阳能装置安装在路面。不额外占据面积或者空间，极为高效利用地表面积和空间。二、路面有钢化玻璃或其他特殊材料，以保护太阳能电池板等发电装置。然而，目前来看，太阳能公路面临着成本高、推广难的困境。相信随着科技的发展，太阳能公路会最终得以普及。
荷兰：世界第一条
早在2014年10月，荷兰就已经修建了世界上第一条太阳能公路。这条路位于荷兰北部城市克罗曼尼，由荷兰应用科学研究院、皇家Imtech科技公司等联合开发。道路并不长，仅有70米，宽度为2米。然而这么短一条路，却造价不菲，整体花费达350万欧元（约2300万元）。
这条公路的表面有一层1厘米厚的钢化玻璃，看起来整个路面是透明的，玻璃底下安装着太阳能电池板。太阳能电池板所发电能可供路灯、交通灯、路标等使用。目前，这条道只能允许行人和自行车上路，并不对车辆开放。
从2014年10月到2017年10月的这三年，这条路处于测试阶段，专家们会详细记录相关数据信息。经过测试，该路段每平方米年产电量约70度，整条路的年产电量为9800度，足够3户家庭充分使用一年。
其实，对过往行人来讲，这条太阳能公路与普通公路相比，并无本质区别，它只是能够吸收太阳能而已。很多人甚至都没有发现这条道路与普通公路有什么不同。
但是，反对的声音也从四面八方传来，并且集中在“成本太高”这一点上。与投资的350万欧元相比，这条路年产电量总价值不到5000欧元，收回成本显得遥遥无期。
尽管如此，荷兰经济部长HenkKamp仍然对太阳能道路充满信心，他认为随着技术的进步，未来太阳能道路的造价会大幅降低，并且，最为重要的是，世界第一条太阳能道路的修建，“表明了荷兰在可再生能源领域的领导者地位。”
美国：最早展开研究
尽管荷兰建造了世界第一条太阳能公路，但其实太阳能公路的研究工作，却最早始于美国。美国的一对叫ScottBrushaw和Julie的科学家夫妇，早在2006年就提出了太阳能公路的概念，认为能通过太阳能电池板，替代传统沥青，从而充分利用太阳光照。同年，他们成立了一家叫SolarRoadways的公司，专门研究太阳能在地面场景的应用。
Brushaw夫妇于2013年启动试点项目，与荷兰那条道路不同，他们将关注点聚焦在停车场路面上。因为停车场作为一个试验点，空间大小足够，并且能通过所发电量，部署LED光源。他们设计的太阳能面板与众不同，看上去像一个个特殊设计的六角形，整个停车场路面都由这种含有太阳能组件的玻璃块组成。最表面的透明玻璃所使用的材料叫低铁玻璃，它不仅具有很高的透明度，还有很强的负荷力与牵引力。
太阳能路面不仅能通过LED灯组成方向指示用的箭头，同时还加入了导热元件，冬天下雪时不用担心积雪堆积。所产生的多余电量，能够返回给电网。按照Brushaw夫妇的设想，未来还将加入针对电动汽车的无线充电功能。
然而，与荷兰太阳能公路一样，Brushaw夫妇的太阳能公路仍然面对生产成本高的问题，目前SolarRoadways的产品均由手工制成，还无法投入量产。
Brushaw夫妇的研究工作得到了政府的大力支持。美国能源局、美国联邦公路管理局等多次对其进行研究经费专项拨款，以期降低成本，尽快将太阳能公路、太阳能高速公路的梦想变为现实。
近期，他们在美国著名的66号公路上铺设了太阳能路面，预计今年年底就能实现铺设目标。
法国：总里程世界最长
与荷兰、美国相比，法国对太阳能公路的态度无疑更加激进。2016年1月，法国政府对外宣布，正式开启太阳能道路项目，未来5年，法国将修建全球里程最长的太阳能道路，总里程达966公里，分布于法国各地，能为法国500万人提供太阳能电力。目前，该项目招标工作已经完成，并正式进入技术测试阶段。
该项目合作方为法国著名交通基础设施建设领军企业Colas集团。与使用钢化玻璃的解决方案不同，Colas发明了一种叫Wattway的薄膜，其厚度仅7毫米。然而在这样的厚度之下，Wattway不仅能防水，还能承受汽车碾压，Colas曾测试车辆碾压100万次，铺设有该薄膜的路面也没有损坏。
并且，薄膜上附有颗粒结构，可模拟传统路面，附着力表现相当，确保车辆不会出现打滑等不良状况。Colas公司宣称其寿命达到10年，在人流、车流不大的停车场或街区，该薄膜的使用寿命能达到惊人的20年。
另外，经过测算，这种太阳能公路4米就能提供一户家庭除供暖外的其他所有用电需求，1公里这样的路段，则能满足5000人。当然，法国环境和能源管理局考虑得更为全面、长远，希望该项目不仅能作为家庭用电，还可以为交通、电动汽车等提供电能。
Wattway的优势在于其相对低廉的成本，虽然官方并未透露其具体价格，但因为Wattway这种方案只需将薄膜铺设到道路上，并不需大规模基建作业，可以节省不少人工和建筑施工成本，这也为法国打造全球最长里程太阳能道路奠定了基础。
来源：新科技前沿
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