在高速公路上铺设光伏发电组件，既能行车，又能发电。世界首条光伏路面试验段近日在山东省济南市绕城高速南线正式通车。该试验段由同济大学交通运输工程学院张宏超教授主持研发设计，齐鲁交通发展集团投资建设。道路工程专家表示，将光伏路面技术应用于高速公路，在国际上尚属首例，这将直接助推公路“电气化”，进而实现车路协同、最终迈向“智慧交通”。
 
据介绍，该试验段光伏路面长1080米，铺设主行车道和应急车道，总面积5875平方米，分布式并网发电装机容量817.2千瓦，年发电量约100万度，相当于800户居民1年的用电量。
 
“光伏路面技术就是把道路和发电相结合，使普通路面既能正常行车，又能进行太阳能光伏发电。”张宏超教授介绍，在此基础上，进一步融合信息工程和车辆工程技术，拓展其功能，使其成为车辆无线充电、车路信息交互的载体，从而成为未来智慧交通的平台。
 
张宏超带领的科研团队以同济大学道路交通工程数十年的积淀为基础，瞄准世界技术前沿，历时8年，携手齐鲁交通发展集团、光实能源公司联合开展产学研用深入合作，于2017年9月在济南发布中国首例光伏路面示范区，并继续攻坚克难完成世界首条高速公路光伏路面试验段。首期试验研究的主要目的，是实现光伏路面“可靠承载+发电”，重点解决光伏路面的结构与材料、养护与维修、产业配套与协同三大问题。
 
他介绍，高速公路是最高等级道路，其各项性能指标要求最高。该试验段选址综合考虑了道路等级、交通组成、道路线形、路面结构、日照条件等因素，力求使该路段处于最为苛刻的使用环境中，充分测试和验证技术的可靠性。
 
“平整、抗滑、发电、耐久”，是光伏路面的基本要求。项目团队采用“透光混凝土+光伏发电组件+绝缘防护”的三层结构：最表层为透光混凝土路面，具有高强度和超过86%的透光率；中层为光伏电池，可利用路面空闲时间吸收阳光发电；底层为绝缘层。如此一来，既平整、又美观，既抗滑、又发电，出色的结构性能足足能用上十几年。
 
据悉，专业公路检测部门对光伏高速试验段进行了全面检测，结果显示光伏路面表面平整，视觉美观，路面平整度和摩擦系数合格率达到100%，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，强度和使用性能上满足车辆行驶正常使用要求。经电力部门验收合格，该试验路已经并网发电。而且，这种工厂化生产的路面相比原来的现场施工更高效、更精确。
 
张宏超表示，当前光伏路面的发电功率可达每平方米120至140瓦，已经能为道路沿线路灯、电子情报板、电子标志标线、融雪剂自动喷淋设施、电动汽车充电桩、监控摄像、公路收费站等提供电力供应。随着技术的不断探索和成熟，以及技术经济性的提高，光伏路面作为水泥混凝土路面、沥青混凝土路面之外的第三种铺面材料，可能引发道路结构、规范标准、功能应用等一系列的技术演变。结合无人驾驶和智慧交通的发展趋势，光伏路面预期将在车路能量和信息交互方面有所突破。
 
具体来说，光伏路面所产生的电力一方面供应沿线电力需求，另一方面可直接为电动汽车进行静态及动态无线充电，革命性地改变车辆的能量供应方式和设计。值得一提的是，随着静态无线充电技术发展成熟，搭载无线充电设备的电动汽车将在2018年实现商用量产，很快可实现光伏路面的静态无线充电应用。此外，动态无线充电技术目前仍处于试验阶段，相信在不久的将来有望实现太阳能电力即发即用、电动汽车边跑边充电。
 
“光伏路面是交通基础设施建设与清洁能源产业相融合的一次技术探索。一旦实现光伏路面与智能车辆的能量和信息交互，必将改变未来交通的模式，促进交通产业、信息产业和汽车产业的全面升级换代。”张宏超说。