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脑洞大开!5G来临,光伏道路能否成功布局?


虽然现在断定光伏道路是否会成功还为时尚早,但是将它与移动式无线充电、无人驾驶智能车结合,不失为一个具有启发性的创举。全球首个三合一超级道路示范工程建成,我们离未来道路还有多远?


公路自带光伏电板,乘坐无人驾驶的新能源汽车从上面驶过,晒晒太阳就为车充满电……



这颠覆性的一幕在秋日的绍兴兰亭成了现实。将并不稀奇的光伏发电、无线充电和无人驾驶三项夺人眼球的“黑科技”叠加融合,几乎成就了很多人心中科幻电影里的奇景。


继国内首条超级高速杭绍甬高速公路官宣表示将加入“自动驾驶”及“边行车边充电”元素后,这样一条超级道路示范工程的建成便尤为吸睛。


媒体认为,虽尚无“三合一”技术融合的先例,也存在方方面面的问题被人所诟病,但这种发挥想象力,以科学、严谨认真的态度积极探索智慧出行的新技术值得肯定。


首创


和沥青路不同,这条道路是“格子花纹”的整条路由一个个布满线路的黑色小方块组成,表面还附着密密麻麻的“碎玻璃渣”。



这条超级道路的特别之处在于,最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料。它的摩擦系数很高,既可保证轮胎不打滑,还拥有较好透光率。阳光穿过时,埋设在路面下的太阳能电池能将光能转换成电能,通过无线方式,为行驶在这条道路上的电动汽车充电。太阳能转换成电能后,还可用于路面照明、寒天融雪等道路配套设施。


凭借不同组合的面层材料,这条示范路面的透光率竟达到了 85% 左右。李景轩解释,路面要有较高的透光率,才能成为名副其实的光伏发电道路,而光电转化率达到比较高的水平,则要经得起各种车辆在可控状态下的长期碾压磨耗。



在‘太阳一号’光伏路面测试成套技术上,采用了耐磨、坚硬、抗滑的高强度材料,在满足行车安全要求的同时,可保护内部的光伏组件;同时集合了承重型公路、非承重型与轻型路面结构等系列技术,根据不同的道路等级和不同的道路使用条件,采用多种稳定层、多种承重层、多种光伏功能层及多种保护面的磨耗防滑层,使道路具备足够的化学稳定性、耐老化性、耐高低温急变性太阳能电力通过预埋在路面下的无线电磁感应线圈,被无人驾驶智能电动车底部接收线接收产生电流,对车载蓄电池进行充电或直接驱动车辆行驶,使得车辆在这条道路上能够边行驶边充电。


工作人员在示范路上演示了无人驾驶电动车以步行速度的自动行驶功能,行进过程中,可见车身上电流表指针从零指向了 20 安培,表明车子边走电池边在蓄电。“车速快慢、充电速度则与道路预设的功率有关。”该工作人员介绍。经过测算,这个总面积为 367.5 平方米的试验路段,年发电量约 4 万度左右,速度为最快每小时 40 公里,设计使用寿命为 15 年以上,度电大约能让电动汽车行驶 50 公里。


据了解,此项目是兰亭建设集团与浙江兰亭太阳能科技有限公司联合中科院宁波材料术与工程研究所、清华大学智慧城市与智慧交通研究中心、天津工业大学等研发单位,历经十年共同研发而成。近期不仅突破了全套关键技术难题后取得的阶段性成果,将光伏发电、电动智能车辆无线充电、冬季化冰雪和智能交通技术融为一体,更涵盖了复合与交叉的多学科领域。


为未来开路


“这一小段未来感十足的超级道路,打开了我们关于新能源应用的想象空间!”示范路面两旁,热议声不绝于耳。


这条“三合一”超级道路,全长 98 米、宽 3.75 米,是 2018 年初由浙江兰亭建设集团立项的企业重点开发计划项目课题,结合光伏太阳能道路、移动式无线充电与无人驾驶智能车,目前已在绍兴兰亭产业园内正式落成,也是目前为止在全球范围内的首个“三合一”示范道路工程项目。



作为示范工程,该超级路面将被用于包括各旅游景区、大型广场、封闭的道路内、环绕岛礁、景观道路等在内的典型市场。


据悉,项目的应用也正抓住新型城镇化建设和人工智能与多行业融合有利时机,或对我国“交通强国”的国策带来积极的推动作用,具有典型的可复制和推广价值。既有利于未来高速公路的不限速,保障行驶安全与节能减排,满足百姓日益增长的出行效率等方面的要求,也对构建人车路协同发展的体系具有重要意义。


从目前来看,超级道路的科技示范意义远大于实际应用价值,但通过产品发布、技术研讨及现场展示,将推动光伏太阳能道路工程及配套的无线充电 + 无人驾驶 +5G 技术的跨越式发展,并为全国各地政府机关及类似项目的建设提供经验借鉴,为国家编制相关标准提供参考。


但是,就算是能边走边充电的“三合一”光伏太阳能道路也不适用于高速道路,除去天气原因,因为高速车流量太大,路面没什么机会见光,更别提发电了。


目前在路面下平铺光伏组件的发电形式不是太阳能发电效率最优化的方式,研究的目的在于从最难的环节切入,与无线充电、无人驾驶相结合,探索“三合一”应用场景和技术经济性最大化的规律。未来随着科学进步,再经过不断创新改进和缜密科学设计,则将来有可能在高速公路上广泛采用。


以后会改变或者拓展三种技术的应用形式,比如,在高速公路两侧护栏位置安装光伏组件也是提高光伏发电量的一种选项。


与常规沥青公路相比,太阳能光伏公路造价仅提高三分之一左右,但寿命却能提高一倍左右,且具备多种功能,又更环保。


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