高速公路化身充电宝电动车再不愁走远路了_车家号_发现车生活_汽车之家目前,低碳、环保这些理念已经深入人心,太阳能产业的发展也越来越受到重视。很久以前,就曾有人预言,将来有一天,太阳能电池板将彻底替换沥青路面和停车场,公路不但承载着交通运输的任务,还能为当地社区提供电力,以节省能源。2017年12月28日下午3:40,在中国济南,世界第一条光伏高速公路宣告通车!
这条光伏高速公路,不但可以正常行驶车辆,而且可以实现路面光伏发电,还将逐步实现汽车移动无线充电功能。路面铺设长度1080米、铺设净总面积为5875平方米,铺设主行车道和应急车道;分布式光伏并网发电装机容量峰值功率817.2千瓦,预计可实现年发电量约100万千瓦时。
该试验路段目前已实现的功能有为高速公路路灯、电子情报板、融雪剂自动喷淋设施、隧道及收费站提供电力供应,余电上网。除发电并网功能外,该试验段的核心作用是通过设置各种严苛的外部试验条件,对技术及产品本身进行试验和验证,为光伏路面技术深化和工程应用产业化研究奠定基础。
将来,随着技术升级和关联产业的融合,光伏路面将逐步实现电子标志标线、汽车移动无线充电、路面电热融雪、互联网覆盖、大数据集成与分析等功能。
该路面使用一种被称为承载式光伏路面的技术,即将符合车辆通行条件的光伏发电组件直接铺设在道路路面上。从目前掌握的数据来看,这光伏路面的技术指标和通行安全系数,都超过现在常见的沥青混凝土路面。
这种新型公路由三层构成:最表层为透光混凝土路面,具有高强度和超过90%的透光率;中层为光伏板,可利用路面空闲时间吸收阳光发电;底层为绝缘层,三层结构总厚度不超过3厘米。
表层:与车辆行人接触的是保护层用的是透光混凝土,一种类似毛玻璃的半透明新型材料,摩擦系数比传统的沥青路面还要稍高。不仅能承载小型电动汽车的行驶,还能承载中型货车的行驶,其技术指标和通行安全系数均超过当前普遍使用的沥青混凝土路面,车辆行驶起来和普通的沥青路面没有什么差异。
中间层:成生电力的原件层,铺设的是光伏发电组件。阳光穿透表层,使第二层的太阳能电池设备将光能转换成电能。目前这段光伏路面可以通过收集到的太阳能转化为电能,实现并网发电,发的电已与充电桩相连。设计人员在这一层中预留了电磁感应线圈,随着未来电动汽车无线充电技术的发展与配套使用,就可为移动着的和停泊的电动汽车进行无线磁感应充电。预留的信息化端口未来还可接入各种信息采集设备,车辆信息、拥堵状况等信息将汇聚成交通大数据,成为智慧城市的一部分。
关于这条光伏高速公路的使用寿命问题,设计方早已经在设计阶段就作过考虑,设计寿命超过传统沥青路面。
据为这条光伏公路提供核心技术的同济大学交通运输工程学院教授张宏超张宏超表示,通过与电动汽车技术的衔接,光伏路面能实现车辆移动充电,遍布全国的高速公路网,将会变成一个流动的“太阳能充电宝”。
济南这次的高速光伏公路虽然长度有限,仅为2公里,但却为世界第一条实打实的太阳能高速公路,可以看做是国家支持新能源汽车发展过程中的一个里程碑NG体育!
虽然光伏公路前景光明,但目前仍处于婴儿期,许多地方都不完善,那么光伏道路目前发展的主要障碍是什么呢?
虽然存在技术与成本上的诸多不足,但包括荷兰、美国、法国、瑞士、意大利、比利时、以色列和韩国在内的许多国家都在进行太阳能公路相关的研究。
2013年,世界上首条无线充电公交车车道在韩国建成。这条无线充电公交车车道,从龟胃市火车站至 n-dong 区,长约 12 公里。工作原理是采用“磁共振”技术,路面下部署电缆,在路面形成 20kHz 频率的电磁场,两辆公交车上配备了与之兼容的稳压器和逆变器。
2017年5月18日,高通正在凡尔赛宫附近的萨托利军事基地铺设了测试车道,评估其DEVC技术(dynamic electric vehicle charging technology,电动汽车动态充电)的操作性、安全性、对车辆的能量转移效率,包括进入轨道时的车辆识别和授权、车道与车辆之间的功率电平协议、跑道上的车辆速度和校准。测试中,车道不但可以为行驶中的汽车进行无线公里/时的速度条件下为电动汽车无线充电。
早在2014年10月,荷兰就已经修建了世界上第一条光伏公路。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。
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。在使用的第一年,产生了大约3000 千瓦时的电力,足以为普通家庭供电。
这段道路并不长,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。
光伏公路的研究工作,最早始于美国。美国的一对叫Scott Brushaw和Julie的科学家夫妇,早在2006年就提出了光伏公路的概念,并与同年成立了一家叫Solar Roadways的公司,专门研究太阳能在地面场景的应用。
2016年,Solar Roadways与密苏里州的高速公路部门合作,在美国著名的66号公路上铺设了太阳能路面。第一步,他们使用6.1米╳3.7米的面板覆盖了66号公路上的一段休息区域的人行道。
这些太阳能电池板,可以为路边的LED灯供电,使其能在没有油漆的情况下创造出明亮的线条和标识,还能改善夜间驾驶的状况。单块太阳能电池板采用六边形设计,可以在不影响其他面板的情况下更换,便于道路维修。
根据密苏里州交通部的说法,这条光伏公路的铺装将花费10万美元,价格为每平方米4500美元,或者每平方公里45亿美元。
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。
2016年12月23日,世界第一条太阳能公路在法国诺曼底小镇Tourouvre建成,道路长1公里,宽2米,由2800平方米的太阳能电池薄膜覆盖。
这条太阳能公路由法国著名交通基础设施建设领军企业Colas集团建造。与使用钢化玻璃的解决方案不同,Colas使用了一种厚度仅7毫米的Wattway薄膜,并将其铺在现有道路上。虽然非常薄,但Wattway薄膜不仅能防水,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。
薄膜上附有颗粒结构,可模拟传统路面,附着力表现相当好,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。
Colas宣称,由于面板只有几毫米厚,能安装在现有道路上,将大大降低建筑成本。线公里长光伏公路造价仍达到了500万欧元。
以色列政府正在与ElectRoad公司合作,准备在特拉维夫建造一条800米长的搭载 ElectRoad 动态无线充电系统的公路,用来给公交大巴进行充电。该公路将于 2018 年正式投入使用,如果试运行效果良好,以色列政府会在埃拉特市和拉蒙国际机场之间建一条约18公里长的班车路线。
虽然在光伏公路及移动充电技术上黑科技已经实现了突破,但商业化造价成本相对较高,从实用角度看,这种光伏公路及汽车无线充电的大规模实施,距离我们应该还有相当长的路要走。不过,科技就是这么神奇,许许多多现在看来司空见惯的产品、技术,如汽车、飞机、宇宙飞船等等,在几十年或上百年前,就是科幻小说中的存在,从发展的角度来看,集交通与新能源为一体的光伏公路的普及应该是早晚的事情。