太阳能高速公路综述2018 - 图文(3)

5、其它

从2011年起，国内也有一些公司开始着手太阳能声屏障、太阳能停车棚的研发、生产和推广应用。 太阳能的最大的优点之一是它几乎可以在任何地方不限规模的使用。由于公路两侧的隔音板没有充分利用起来，加上道路声屏障具有较大朝阳空间的特点，因此，高速公路声屏障加装光伏组件无疑是上佳选择。

光伏声屏障在不影响原有道路声屏障安全性、隔音吸声性能的基础上，将其作为太阳能光伏发电装置的载体,做到一物两用，有效发挥投资效益，更好地使用清洁能源。

2013年，哈尔滨松北大道安装了全长4300米的新型太阳能隔离墙（图8），这种“新隔离带”，设有S形金属防眩板，可有效阻挡对向汽车射来的影响驾驶的灯光。太阳能电池板夜间发光，更加美观、醒目。底座采用水泥材料，强度更高，更加坚固耐用。

图8 太阳能隔离带

另外，高速公路服务区以及一般建筑的露天停车场、别墅的停车位建设太阳能停车棚也是也是一种不错的选择。尤其在高速公路上的休息站、加油站等供电成本较大的地方，更体现了它的优势：它可以作为休息站、加油站的供电设施，可以大大减少这些站点的供电投资。

太阳能停车棚，是一种太阳能与停车结合的节能新产品，它既可以保护汽车不受太阳照射，又可

以发电，同时又是一个漂亮的景观。

据初步测算，太阳能停车棚节能效果比较明显，假设每个车棚发电量为2千瓦，一般在100个车棚以上就可以满足高速路休息站的用电需要。8年左右就可以收回车棚的投资，一个太阳能车棚在25年的寿命期，将会为业主贡献10万元的利润。至于单位的停车场那收益就更大了。

六、关于造价和效益 1、造价估计

由于国外已经建成的太阳能高速公路很少，很多国家尚处于摸索和试验阶段，因此，确切的造价估算很困难，笔者只是收集到国外一些零碎的数据供参考。

提出“太阳能公路”设想的布鲁索夫妇认为，太阳能公路的成本约是传统公路造价的3倍。 美国绿色能源公司已经开发了这种“微型的太阳能高速公路”，一块3.7米×3.7米见方的太阳能电池板，每天可以发电7.6×10-3度电，成本为6900美元。为此，美国能源局已经给负责研制的太阳能公路公司（Solar Roadways）拨款，以期大幅度地降低生产成本，让太阳能高速公路变为现实，早日投入使用。

比利时一条3.6公里的太阳能高速公路，太阳能板的总面积为50000米2，年发电量为330万千瓦，

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总造价为2100万美元。

意大利建造的世界上第一条太阳能高速公路，全长30公里，太阳能板的总面积为20万平米，总造价为6000万欧元，平均每公里造价为200万欧元（折合人民币1400万元），每平米的造价为300欧元（折合人民币2100元）。

荷兰的世界第一条太阳能自行车道，全长70米，造价是150万欧元。

大体上，国外的试验性太阳能高速公路的路面造价约为每平米500美元。按此推算，每公里车道的造价为175万美元，四车道太阳能高速公路每公里的造价为700万美元，按照当前的换算率，约为4400万人民币。

根据刘汉元委员的估算，按照当前的建设水平，每公里车道的光伏电站建设的成本可控制在230万元左右。

2、效益情况

由于目前国外尚未建成一条完整的、真正意义上的太阳能高速公路或太阳能公路，因此也谈不上有确切的效益数据，多数都是估计或推测，但作为参考还是可用的。

至于社会效益，大家都是公认的：环保、绿色、节能、安全，节省大量土地，还能与市电并网提供居民用电等。关于经济效益，在前面的介绍中，已经提到一些，发电量多少、可节约多少吨标煤、石油，减排多少吨二氧化碳……；按照现有的补贴及脱硫电价计算，每年可直接产生多少亿元的经济效益等。

下面列举一些预测的数据做参考：

1）国外情况

? 美国一段一公里长的四车道高速公路发电量可供300个家庭使用。

? 美国加州101国道上七座太阳能高架，其光伏系统可以生产15兆瓦的电量。 ? 意大利A18公里长30公里，沿线安装的太阳能光伏装置将百分之百满足沿线80万个设施的电力

需求。路面上的光伏设备每年发电量为1200万千瓦时，相当于每年节约31万吨石油，并减排10万吨二氧化碳的排放量。

? 荷兰铺设的太阳能道路，每平方米能生成约50千瓦时的电能，而荷兰每个家庭的年耗电为3500

千瓦时，故70平方米的太阳能道路就可以提供一个家庭的用电量。 …………。

2）国内情况

刘汉元委员分析，到2012年底，我国的高速公路总里程已达9.62万公里，全国高速公路的车道里程为42.46万公里。按照每条车道3.5米计算，单条车道的空间面积约为3500米2。如果实际装机容量按15米2/千瓦计算，则每公里的光伏容量为230千瓦,。而全国高速公路仅车道总面积就达14.86亿米2，如利用全国高速公路建设太阳能光伏电站，总装机容量近1000亿瓦；即便只有50%的高速公路具备装机条件，装机容量也可达500亿瓦，远远超过全国现有总装机容量，年发电量可达490亿度，约占全国全年消耗量的9%，且每年能节省标准煤1953万吨，二氧化碳减排5200万吨，按照现有的补贴及脱硫电价计算，每年可直接产生450亿元的经济效益。

高速公路建设太阳能光伏电站，单车道每公路每年的发电量就可直接产生大约25万元的财富，而同等单车道每公里对应的农田每年的收益仅为2000元左右。

刘汉元说，充分利用我国高速公路沿线及其服务区、停车场，推动太阳能光伏电站建设，能满足高速公路沿线通信设施、视频监控系统、服务区等运行用电需要。“光伏电站的物理结构还可以为高速公路遮阳挡雨，避免强光照射使驾驶员眩晕，同时，高速公路的预防性养护对于降低养护成本、减少因道路性能下降导致恶性交通事故发生的风险具有重要意义。”

七、存在的主要问题

如上所述，要实现太阳能高速公路必须解决两个关键问题：路面结构和造价。 1、 路面材料摸索

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前面已经介绍，太阳能高速公路的路面分为三层，其中最上层为透明的保护层。该层有两个作用：一是保护内部的太阳能光伏组件，同时也让太阳光透过；二是要承载路面上各种载荷的正常通过，即要满足作为路面的所有一切条件，如坚硬度、粗糙度和摩擦力等。

由此可见，太阳能高速公路的路面既要满足规定的交通需求（足够的强度、稳定性、耐久性以及平整性和抗滑的要求等），又要满足接收足够的太阳光的辐射量，即保证光伏电池组件的转换效率。

目前，国外的科技人员正在研究和寻找这种特殊的新型路面光学材料。据报道，最有可能满足上述要求的是透明陶瓷、聚光透镜或钢化玻璃等。

透明陶瓷是一种光学陶瓷，它像玻璃一样透明。透明陶瓷的机械强度和硬度都很高，能耐受很高的温度，即使在一千度的高温下也不会软化、变形、析晶。电绝缘性能、化学稳定性都很高。

据报道，布鲁索夫妇经过多次试验后，已经成功地研发出一种高硬度又具有浮凸结构的玻璃做太阳能电池板的路面。这种特殊的玻璃和传统的玻璃相差甚远。

目前，国外有些机构正在研究和开发能够满足太阳能高速公路上所用的透明陶瓷和聚光透镜。 2、造价高

太阳能高速公路造价高是影响其发展和推广应用的主要因素之一。据报道，国外的试验性太阳能高速公路的路面造价约为每平米500美元。按此推算，每公里车道的造价为175万美元，四车道太阳能高速公路每公里的造价为700万美元，按照当前的换算率，约为4400万人民币。

美国有关机构曾经测算过，如果美国的公路都能实现太阳能公路，虽然美国的能源有望摆脱石油的束缚，但保守的估计铺设的成本都得几百万亿美元！所以，只有大大降低太阳能电池板的成本，上述的计划才能真正的得以实现。

根据刘汉元委员的说法，按照当前的建设水平，每公里车道光伏电站建设成本可控制在230万元左右。 3、路面维护复杂

太阳能高速公路的路面维护主要考虑两个问题：路面破损后的维修和透光面（透明陶瓷或聚光透镜）的日常性清洁。由于太阳能高速公路的路面是以独立的单元形式出现的，因此，维修工作比较简单，更换破损的单元即可。透光面的日常性清洁工作是确保太阳能光伏组件的转换效率，具体做法可应地制宜。 4、安全问题

安全问题包括被破坏（人为破坏和自然破坏）和被盗等两大类。一般来说，高速公路的外场设施都存在这个问题，这是一个共性的问题。可以相信，随着我国社会主义精神文明建设的不断深入，人的素质不断提高，加之有有效的监管措施，这类问题会不断地得到解决的。

2014年，国家能源局发布《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》（国能新能[2014]406号），鼓励开展多种形式的分布式光伏发电应用。通知中提出“鼓励在火车站（含高铁站）、高速公路服务区、飞机场航站楼、大型综合交通枢纽建筑、大型体育场馆和停车场等公共设施系统推广光伏发电”、“因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站”。 由此可见，国家对于分布式光伏发电是非常鼓励和支持的，近年来出台了许多相关政策和规定。 可以相信，随着科技水平的不断发展，研发资金的不断投入，关键技术问题和关键材料逐步得到解决，太阳能高速公路的建设成本也会不断降低，预计在不远的将来，在我国的大地上会出现首条太阳能高速公路。笔者建议有关主管部门和单位高度重视这个问题，并组织相关人员进行研究、谋划，论证其实现的可能性，根据现有条件，进行必要的试点，并逐步推广。

参考资料：

1、 刘汉元 利用国内高速公路建设太阳能光伏电站[Z] 新浪财经 2013.3.3

2、 欧英雷 利用高速公路实现太阳能光伏发电的构想[J] 广东科技 2012.8:218～219

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