據(jù)福建省福州市永泰縣融媒體中心近日消息，福建省首個(gè)光伏路面示范項(xiàng)目落地永泰縣荷溪公路服務(wù)區(qū)。該項(xiàng)目已進(jìn)入掃尾階段，預(yù)計(jì)本月底前可投入使用。項(xiàng)目建成后可滿足荷溪公路服務(wù)區(qū)的供電以及汽車、電動(dòng)車充電樁的充電需求。上述消息稱，光伏道路面板利用多種復(fù)合材料和特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有減震、耐久性好、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，安裝了光伏道路面板的路面不僅可以發(fā)電還可供正常車輛通行。
在福建永泰縣，工作人員正在對(duì)停車廠路面進(jìn)行光伏面板鋪設(shè)。
該項(xiàng)目由福州大學(xué)胡昌斌教授領(lǐng)銜的道路與機(jī)場(chǎng)研究中心團(tuán)隊(duì)進(jìn)行建設(shè)。“光伏路面有別于其他的光伏工程，我們采用了改性的樹脂，將光伏板固定在中間，還用鋼框進(jìn)行加固，使它的承載力、耐久性都有所提高，可以滿足車輛通行的要求。”福州大學(xué)道路與機(jī)場(chǎng)研究中心一位研究生稱。此外，永泰公路事業(yè)發(fā)展中心工程師鮑仕榕介紹：“這是一種可以自發(fā)電的路面，每平方一天發(fā)電量可達(dá)到一度左右，我們本次實(shí)施的項(xiàng)目有100平方米。”
這不禁讓人聯(lián)想起曾轟動(dòng)一時(shí)的濟(jì)南“全球首段光伏高速公路”，更像是濟(jì)南版“光伏公路”的迷你版和路況簡(jiǎn)化版。2017年底，位于濟(jì)南繞城高速南線的“全球首段承載式光伏高速公路試驗(yàn)段”正式通車，彼時(shí)的宣傳介紹稱，“這段高速公路能曬太陽(yáng)發(fā)電，電動(dòng)汽車開上路就能充電，下雪后自行融化路面積雪”。但通車并網(wǎng)發(fā)電后，這條“網(wǎng)紅光伏高速”可謂命運(yùn)坎坷。
濟(jì)南“全球首段光伏高速公路”的開通曾備受矚目
光伏路面表面看上去像是粗糙的毛玻璃
該試驗(yàn)段由齊魯交通發(fā)展集團(tuán)投資，全長(zhǎng)1120米，光伏路面鋪設(shè)長(zhǎng)度1080米，鋪設(shè)主行車道和應(yīng)急車道，鋪設(shè)凈總面積為5875平方米。光伏路面表面看上去像是粗糙的毛玻璃，是將符合車輛通行條件的光伏組件直接鋪設(shè)在道路路面上，路面表層被稱為“透明混凝土”。根據(jù)當(dāng)時(shí)的介紹，這一承載式光伏路面共分為三層：最表層為透光混凝土路面層，該層具有強(qiáng)度大、透光率高兩大特點(diǎn);中間層為光伏面板，也就是光電轉(zhuǎn)化的功能層，利用路面空閑時(shí)間吸收陽(yáng)光發(fā)電;第三層為絕緣層，既有對(duì)光伏面板的物理保護(hù)作用，又有防水防潮等性能。
然而，通車后第六天，工作人員在例行巡查時(shí)就發(fā)現(xiàn)路面遭破壞，一塊透明混凝土面層遺失，另七塊面板有遭重?fù)艉圹E。后經(jīng)警方調(diào)查后排除了人為損壞因素，確定為“大中型車輛高速行駛中產(chǎn)生顛簸，車載懸掛物對(duì)路面造成損壞”，建設(shè)方只得對(duì)其進(jìn)行封閉“打補(bǔ)丁”修補(bǔ)。投運(yùn)后的8個(gè)多月時(shí)間里，這條試驗(yàn)路段進(jìn)行了四次封閉式施工維修。
2018年6月30日，濟(jì)南繞城高速公路光伏公路試驗(yàn)段，由于路面的光伏電池破損，被施工單位封閉維修。
2018年8月，行車道上的光伏路面已完全被拆除且更換了瀝青，只剩下應(yīng)急停車道的光伏路面。試驗(yàn)段時(shí)任研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人解釋稱，原本防水的光伏路面，因變形導(dǎo)致了雨水侵入使受力改變，因此需要進(jìn)行升級(jí)改造。2019年4月有媒體探訪時(shí)，“網(wǎng)紅公路”已所剩無(wú)幾：行車道的光伏面板僅剩10米左右，大部分已被新鋪設(shè)的瀝青路面取代。應(yīng)急車道的光伏面板雖沒有拆除，但表面成黃褐色，覆蓋了不少泥塵。灰塵遮擋會(huì)影響組件發(fā)電效率，這也令該路段此前提出的發(fā)電收益大打折扣。
應(yīng)用于濟(jì)南示范段的“承載式光伏路面技術(shù)”，由同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院張宏超教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，后在山東光實(shí)能源有限公司的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
張宏超在2018年濟(jì)南光伏公路被大面積拆除后曾回應(yīng)澎湃新聞(www.thepaper.cn)稱，一般高速公路的路面設(shè)計(jì)壽命是15年，所以光伏路面參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。“這個(gè)設(shè)計(jì)壽命是我們期望能達(dá)到的，但是路面在使用過(guò)程中，要經(jīng)受車輛荷載的反復(fù)作用和環(huán)境氣候綜合作用，例如溫度的日變化、年變化、降雨和濕度、光、大氣的作用與荷載作用疊加，使路面的狀況變得十分復(fù)雜，往往出現(xiàn)一些局部損壞，這種情況在各種等級(jí)的路面上都可能出現(xiàn)，光伏路面也不例外。”他認(rèn)為，該試驗(yàn)段上的確出現(xiàn)了很多預(yù)想不到的問題，但其中一些很好地回答了技術(shù)團(tuán)隊(duì)的疑問，例如到底是很少行車的應(yīng)急車道發(fā)電量高，還是車輛密集、有遮擋的主行車道發(fā)電量高?車輛陰影的影響有多大?等等。
面對(duì)質(zhì)疑，張宏超表示，光伏路面是一個(gè)全新的技術(shù)探索和研究，通過(guò)大量的前期研究、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、全尺寸結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、野外試驗(yàn)，已經(jīng)進(jìn)入到實(shí)際道路試驗(yàn)階段，也就是2017年完成的濟(jì)南高速公路試驗(yàn)段。但高速公路的交通量大、車速高、荷載重等特點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)室或其他野外試驗(yàn)不能模擬的，所以必須進(jìn)行高速公路上的實(shí)際試驗(yàn)，為了達(dá)到試驗(yàn)的目的，謹(jǐn)慎起見，修建了1公里，用于積累數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。
他彼時(shí)對(duì)澎湃新聞解釋道，濟(jì)南光伏高速的開放交通試驗(yàn)初步打消了人們此前關(guān)于抗滑安全、電氣安全、表面反光、表面紋理對(duì)駕駛員視覺影響等等顧慮。但過(guò)程中出現(xiàn)了一些始料未及的問題：比如，以2018年4月份做的一次現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估來(lái)看，主行車道光伏路面下的原路面瀝青混凝土，從2002年開始已經(jīng)使用了15年，達(dá)到原路面的設(shè)計(jì)壽命終點(diǎn)，出現(xiàn)了內(nèi)部層間透水問題，但工程實(shí)施前和設(shè)計(jì)階段都沒有發(fā)現(xiàn)。光伏路面改造施工適值冬季，也沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題。而路面下線纜溝正好橫貫這個(gè)層位，截?cái)嗔诉@些下滲水的橫向通道，導(dǎo)致了春季開始的瀝青混凝土內(nèi)和層間水分積聚，發(fā)生了瀝青路面常見的局部水損壞。皮之不存，毛將焉附，這是其上部分光伏模塊損壞的主要原因。
由濟(jì)南光伏高速試驗(yàn)遭遇的尷尬現(xiàn)實(shí)可見，一條兼具發(fā)電與通行功能的光伏路面既要考慮復(fù)雜的路面性能，還得兼顧光伏路面的透光性和承載力，否則一旦出現(xiàn)裂縫或蒙塵，預(yù)想的行車質(zhì)量和發(fā)電效益都打了水漂。橫亙?cè)诠夥反竺娣e推廣面前的還有居高不下的成本。
全球范圍內(nèi)，很早就啟動(dòng)了光伏道路的探索實(shí)驗(yàn)，不過(guò)屢屢折戟。
一對(duì)美國(guó)夫婦早在2006年就提出了光伏公路概念，并付諸實(shí)踐。其表面的材質(zhì)是超耐磨的特殊玻璃，最高承重可達(dá)125噸。該項(xiàng)目后來(lái)在美國(guó)66號(hào)公路密蘇里路段開啟了小規(guī)模試點(diǎn)建設(shè)工程，但是囿于建設(shè)成本等因素，沒有得到推廣。
2014年，位于荷蘭的一條光伏道路修建完成。這條長(zhǎng)70米、寬2米的光伏道路只允許行人和自行車通行。按照預(yù)期，該道路年產(chǎn)電量9800千瓦時(shí)，但造價(jià)不菲高達(dá)350萬(wàn)歐元，幾乎不可能收回成本。
法國(guó)Wattway光伏公路項(xiàng)目受損嚴(yán)重
2019年，位于法國(guó)諾曼底的1公里光伏公路Wattway宣告徹底失敗。Wattway包括2800塊光伏板，其建筑商建筑集團(tuán)曾表示，面板上覆蓋著含有硅的樹脂，其強(qiáng)度足以抵御18輪車的交通堵塞。
但自投運(yùn)開始，Wattway項(xiàng)目的光伏面板就開始退化、剝落并分裂，直到2018年，由于磨損造成的損壞，部分道路不得不拆除。該項(xiàng)目原計(jì)劃每天為多達(dá)5000人提供照明電力，但最終遠(yuǎn)低于預(yù)期，原因是諾曼底的光照資源并不充沛，且雷暴會(huì)摧毀電路系統(tǒng)，即使是在光照條件正常的情況下，發(fā)電效率也遠(yuǎn)低于預(yù)期。
光伏公路的實(shí)用性還需要經(jīng)受更多的考驗(yàn)。據(jù)澎湃新聞不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，廣西、浙江等省份也有光伏路面項(xiàng)目在運(yùn)或在建。
