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光伏路面的前途会被偷“凉了”吗?

发表于:2018-01-22 11:07:58 来源:科工力量 作者:余鹏鲲

17年末尾的时候,有一段1000多米长的神奇的公路曾经刷爆了济南市民的朋友圈,因为世界首条高速公路光伏试验段于济南正式通车。

透明的路面里埋着光伏板,来往的车辆行驶在太阳能电池一般的道路上,怎么想都有点“黑科技”的意思。

而就在正式开通五天之后,有一块近两米长的路面就不翼而飞,显然部分“梁上君子”对该科技更感兴趣。事件发生以后,既有媒体开始联系“国民性”与“道德”呼唤社会公德,也有评论因此就对光伏道路的发展持悲观态度。

笔者认为,光伏路面的前途不会被偷没,科技创新就是要敢于走最难的路,而这条最难走的路最终结果也最光明。

为何要把光伏电池板做进路里

把光伏电池板和路面结合成一体确实是个难点,透明的铺装材料要有一定的强度以供车辆通行还要有相当的强度满足国家规范对道路铺装变形的要求,还要能较好的传递车辆对道路的冲击以防损坏埋在其中的太阳能电池板。

不过本质上这次光伏高速上铺装透明混凝土就是一种热固性的塑料而已,而加强透明塑料性能的方法成千上万,所以说路面技术方面的突破并没有其视觉冲击力那样大。

真正值得关注的是为何要把太阳能电池板做进路里。有的人会说是为了节约土地,而这种想法其实并不符合现实。虽然今天大城市的用地十分紧张,连郊区都不可能奢侈的用来建设大规模的太阳能发电站,而农村的耕地则要用来保证粮食安全,不过在西部的沙漠和山区依然有很多土地可以用来开发风能和太阳能。

中国的耕地占国土的比例其实不大,耕地总数还没有印度多。哪怕在中国东部如浙江北部山区,坡度大于30度的丘陵都可以用来建设光伏发电站。哪怕非要建在道路上也可以搭建路棚,把光伏电池板挂在大棚顶部,这样建设成本也比埋进路里要省得多。

那这样做的意义何在?我想还是因为光伏发电技术的特点决定的。光伏电路板可以把太阳光转变为电能,不过产生的电压并不大,而且是直流电,同时单位面积的电池板发电量其实很小。

这些因素就决定了光伏设备发出的电要么尽可能的当地使用,要么就必须发挥数量优势把电路板阵列搭建的很壮观,分摊昂贵的变电设备的成本。不过即使是数量壮观的光伏发电站发出的电也很有限,只能送到就近的城镇使用,或接入附近的国家电网。因此距离中心城市较远,或者不值得接入国家电网的地方事实上无法建立光伏电站。

由于这些原因,能够赚钱的太阳能发电站其实并不多。伊万帕太阳能光热发电站可能算一个,它坐落在拉斯维加斯西南部的莫哈维沙漠中,是一个正在运行中的太阳能光热发电工程。它配备了3500英亩的定日镜,可以聚焦太阳能发电塔顶的锅炉上的太阳能。这个工程——由贝克特尔公司施工完成,NRG能源公司、谷歌公司和BrightSource能源公司合作经营——是世界运行中的最大的太阳能发电站。为几十公里外的拉斯维加斯提供电能。而该电站由于未使用光伏技术因此还不能代表光伏电站的收益。


(伊万帕太阳能光热发电站)

而并不是所有城市的地理位置都像拉斯维加斯一样适合太阳能发电技术的运用——毕竟周围都是荒漠的绿洲城市也就这么几个。所以有学者提出太阳能发电技术应尽可能就地使用。而与周围用电量成正比的构筑物其实也就只有道路和房屋两种,因此把电池板做进路里也就不难理解了,本质是为了就近利用太阳能。

光伏高速本质是商业探索

在房屋表面或者屋顶铺设光伏电池板以就地利用太阳能的方案目前并不可行。在建筑外墙上粘贴电池板不仅面临脱落风险,而且影响建筑美观,还会造成光污染。在屋顶铺设电池板,只适用于不能搭建太阳能热水器而又不至于太高、受风力影响很大的建筑上。而两者都没法回答一个问题,就是民用建筑中并不存在对小电压直流电的需求。

真正实现了商业化的光伏设备是太阳能电线杆,白天收集太阳能和风能储存在蓄电池中,晚上用蓄电池里的电进行照明,如果不够用就利用原本的城市电网。这一新型电线杆还是在许多城市得到了应用,不过就地使用的太阳能电线杆一样要靠政府补贴,按比例说甚至比成片投产的光伏电站更高。这主要是因为太阳能电线杆需要配套蓄电池和更多的相关设备。

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