如何看待全球首條光伏高速公路在濟南鋪設?

厲害 全球首條高速光伏公路現身濟南

晒晒太陽就能發電,電動汽車跑在上面就能充電,下雪後還能自行融化路面積雪……你沒看錯,這就是光伏路面,一項交通行業與新能源產業深度融合的「黑科技」來了。9月29日,由齊魯交通發展集團投資建設的中國首例光伏路面示範區揭幕,而這條示範路面也是全球首條全路幅寬度鋪設的光伏路面。今年底,濟南南繞城高速將成為全球首條承載光伏路面研發與鋪設的高速公路。


喧頭大於實際效果。

這個只是一個更具有宣傳性的東西而已,好處是讓廣大的吃瓜群眾們了解到光伏這個能源。

起到行業科普作用,要是真的依靠這個去發電,你就輸了。

光伏的未來在各位的屋頂上,在靠近負載的最終端。


光伏技術方面呢,我不懂,百度了下也就發現發電功率低於常規太陽能板。

原因么,就是光伏面板同時也是公路路面,而公路路面有抗滑方面的要求。所以面板必須粗糙,自然透光率也就低了。

然而這裡有一個問題,是不是粗糙了,就一定能滿足要求了呢?起碼毛玻璃遇上積雪、積水等情況下是不好說的。而且不像瀝青路面,這種面板的構造深度肯定是越來越小的。

還有,如果這種面板是一種類似於毛玻璃的硬質材料,那麼就相當於一種剛性路面材料。我們熟悉的水泥混凝土路面也是一種剛性路面材料。但是水泥混凝土路面是滿鋪的,而這種光伏面板周圍和瀝青混凝土是交錯的。瀝青混凝土是一種柔性路面材料,它和面板接縫的位置不可避免的要成為路面積水的下滲通道,如果路面排水措施沒有做好,輕則降低路面耐久性,嚴重的也不能排除出現光伏喪失功能和路面早期病害吧。

所以,作為一個路基路面專業的公路工程師,我是觀望的。


前幾日,全球首條高速公路光伏試驗段在濟南通車。不過,通車的喜悅沒過幾日就被一個壞消息殆盡了。原來,光伏路面疑似遭遇了偷盜性的破壞,重物擊打、液體腐蝕、表面揭開……這是2日記者在現場採訪時的見聞。

開通僅數日,濟南全球首條光伏路面被偷走一塊_齊魯壹點網www.ql1d.com圖標


其實是很有意思的一件事,對我來說,是一個研究太陽能板可靠性的好地方,

這裡最重要的就是力學特性和電學特性, 我們來看一下

從可靠性角度來講

1. 新聞上說,「路面採用「透光混凝土+光伏發電組件+絕緣防護」的三層結構」,

這就是說我們的關鍵是光伏發電組件, 也就是我們平常看到的太陽能板。 總圖片上看應該就是常見的多晶硅組建了。

2. 整體受壓。 已硅晶組件來看,現在的製造企業要通過基本的IEC 和 UL(如果賣到美國)認證, IEC中有一條機械壓力測試 (Mechanical

Load Test), 簡單點說,就是整體組件要收到5400Pa的壓力一小時

(雪壓)而不能有超過5%的功率損耗。也就是說對一個兩平米的太陽板,要放一噸的沙袋在上面測試。 但其實這是測試組件整體受力能力的,包括支架結構,邊框受力等等,是對於組件整體安裝的一種指導和規範性的標準,在實際的光伏系統中,

因為下雪壓力導致邊框彎曲,電池片大面積破碎的非常少。在這個光伏高速路的照片中, 看到的應該是內嵌設計,所以組件的整體傷害還不算大問題。

Figure 1 MLT setup (圖片來源網路)

3. 電池破碎。最讓人擔心的應該是在受壓的情況下,電池片破裂。以我們在組件上行走為例,我們正常人雙腳站在組件上,腳下的壓力就可以超過10000Pa,如果行走的話就是超過20000Pa,雖然這對組件整體結構不構成威脅,但是對單個電池片的傷害是巨大的,壓力會使單個電池片破裂,電阻升高,導致整個串聯在一起的電池片效率同等下降

(一條臭魚整的滿鍋腥)。同時破裂的電池片會造成熱斑(hot spot),溫度升高可以導致燒穿背板,不僅僅導致整體發電效率下降甚至消失(整串組件被接地),而且帶來安全隱患。

在這個高速路的應用中,我沒有找到關於透光混凝土的受力情況,無從判斷在超載貨車經過後, 是否會造成電池片的破裂。我個人判斷是會有的,而且不會少。長時間的使用必然會導致大面積的電池片破裂。

Figure 2 source: 2015 NREL PV Module Reliability Workshop, Gabor et al

4. 背板穿孔。之後一個問題是在土壤環境中,我們使用的背板是有機聚合物(PET),這種材料雖然非常難在土壤中降解,但是因為厚度只有幾百微米,不能確定長時間在作為路基的情況下可以保證不穿孔。如果有背板穿孔的狀況,那麼組件直接接地,整串的組件都會收到影響,嚴重的可以整串沒有電流輸出。

5. 遮擋。從圖片可以看出,高速路的周圍有很多路燈,而且路的兩邊靠近的部分有隔離墩,這些都會對光伏組件造成遮擋,而且是周而復始的遮擋,這就不可避免的造成熱斑效應(hot spot),如果再加上破裂的電池片,發熱的情況就會非常嚴重,背板被燒穿的可能性也就更大了.同時長期的遮擋對組件內的旁路二極體也是考驗,長時間的工作可能會燒壞二極體,致使整串電池片短路。

Figure 3 source: PV magazine, Micheal Fun, 2016

6. PID效應 (留個坑吧)


我不是盲目懷疑技術,我認為任何技術都需要有先行者,然後才是完善-產業化。

不過我的確覺得光伏(PV)發電的確有幾個問題 :

1 回收成本慢, 一般10年左右才會收回靜態成本 (普通家用光伏發電板),對於公路來說,回收成本肯定更慢, 不如在路邊直接建solar farm.

2 對路面的破壞性 , 光生伏特二極體有一個非常不好的特性:如果其中一個PN節出現問題,會影響整個電池的發電效率。 在Solar farm中沒有外部破壞還好說,高速公路這種車禍頻發,超載嚴重的地方,恐怕替換率會比較高。

3 上層材料的造價, 需要透光而結實的材料,這個成本料想也不會低。

4 另外,還容易遭到偷竊 首條光伏高速通車5日就遭破壞?是否系人為盜竊尚待調查

有新的想法是好事,但是感覺現在的這條試運行公路並不成熟,還需完善。

所以我覺得,還不如在高速路旁邊建大型光伏發電單元, 同樣可以減小運輸損失,並且給路燈供電。


這種噱頭大於實際意義,政治效益大於經濟效益的項目,看看也就罷了。

這方面的技術早就成熟,為何如此難落地就和巴鐵有異曲同工之妙。可惜巴鐵不能綁上綠色,環保,新能源,政策的大車,某些人看不上。


鋪在路面上不妥,路面是需要整修的,免不了挖掉一層,最上面一層是光伏,每次整修都要換光電池?太浪費光電池壽命。

應該在高速上搭頂棚,光伏固定在頂棚上比較合適,給公路擋雨擋雪還能發電。


感謝邀請,首先,作為一名光伏工作鏈的末端從業者,在當時看到這個消息時的心情是激動的。光伏行業作為節能減排、造福人類生活的行業,首條光伏高速公路在我國開始鋪設,無疑為我國光伏行業走向世界巔峰打響了第一槍。同時,這也意味著光伏在未來將與人們生活的各個方面都會有接觸,光伏與農業的結合(農場主、蔬菜大棚等)、與建築業的結合、與公路的結合(路燈、汽車、公路)、與生產業的結合(為其提供更廉價的生產力、節約成本)等,更是為與人們生活息息相關的吃穿住行提供了極大的方便。隨著光伏行業的不斷發展,成本將越來越低、光能轉化率將越來越高、使用壽命與性能將不斷提高,光伏的演變與和其他行業的結合也會越來越豐富。

另一方面,首條光伏高速公路的鋪設,存在的風險是特別大的。一是成本投資十分大。二是成本回收期時間長。三是目前首個光伏高速,存在著不曾遇到過的技術問題。四是目前形象意義大於使用意義。


這種傳統的不能再傳統的國企,所有的創新何況這種全球首例的創新項目,歸根到底最終是國企一把手的想法以及政治需求。

項目建設方–齊魯交通發展集團的徐**董事長之前長期任職山東德州常務副市長,這個曾經欲打造太陽城的城市,太陽能以及綠色能源對徐董事長的觀念影響至深。

從德州常務副市長轉戰山東高速總經理再轉戰齊魯交通董事長,太陽能光伏路面其實在山東高速時就提出過,種種原因未能實施。如今轉任齊魯交通一把手,想法落地那是分分鐘的事。而且齊魯交通的成立本身就是要對抗山東高速一家獨大的現狀,不搞出點名堂領跑行業,有違初衷啊。

再者,高速行業ETC不停車收費、露八齒微笑服務等等無論是創新還是服務都已經做到極致,但是如果把新興產業新能源+傳統產業高速公路結合起來,那不僅全國頭份,而且國際領先,這對齊魯交通這個最近兩年才成立的省級交通投資平台迅速崛起至關重要,對徐**董事長的政治發展至關重要。

各位放心,有一把手的強烈願想以及政治發展訴求,這僅僅只是一個開始,會成功的。


從公路行業來看,這屬於功能性路面。我們想的主要是用它來補充傳統瀝青路面的缺點。比如冬季溫度過低,加熱防路基結冰,加熱防止橋面結冰(橋樑懸空,冬季很容易結冰)不要總想著充電啦,這個跟遙遠


請業內人士告訴我,車流量大的時候是不是整條高速公路都熱斑效應了?國慶高速時候旁路二極體會燒么?還是已經解決了這個問題?


為什麼要把光伏鋪設在路面下呢?試著討論一下:

1、為了利用路面面積空間發更多電嗎?為了公路設施供電嗎?為了採取更環保方式發電嗎?

  • 想多發電,中國有那麼遼闊的戈壁和沙漠,那裡陽光等發電條件不是更好嘛。
  • 中國缺電嗎?好像並不缺電,聽說有的大的發電站廠還不能全負荷運轉呢。

2、為了公路及設施取用電的距離最短嗎?

  • 電只要上了國家電網,應該在哪裡取用都是一樣的便捷的,沒有速度和距離的任何限制的。
  • 而且高速公路從建設開始,就已經專門布置了變壓電站、線路等等的條件了。

3、為了將來給車輛行駛過程實時充電、縮短充電時間嗎?

  • 電池快速充電技術正在加緊研發,或者很快就會有巨大突破的。
  • 在服務區休息時,充電十分鐘不是更好、更安全嘛。據說,特斯拉的超級充電站一次只需要10分鐘左右。
  • 與其把光伏鋪在路面下給車輛充電,還不如直接把光伏安裝車頂上,實現的技術難度可能更小,更能隨時給車輛直接性地充電了。而且,國際上已經有這樣的車輛在研發了。
  • 還有,如果將來發展趨勢不是電瓶車,而是氫燃料車的話,又該怎麼辦呢?豐田已經發布了氫燃料電動車型了。

4、後期路面磨損、維護、道路維修等等怎麼辦?

  • 只要是通車使用、有荷載,路面必然需要養護、維修,更加長期的成本問題不是更大、更複雜嘛。恐怕這才是最麻煩、最頭痛、最燒錢的事情呢。

真是想不通!為什麼要在高速路面上鋪光伏呢?!

還有媒體也是奇怪,明明只是在一條高速公路上鋪了一段試驗段,怎麼就變成光伏高速公路了呢?

還是人家自己就是這麼宣傳的?


單靠路面那麼點的面積來光伏發電,就不要指望給電動汽車無線移動充電了

現階段光伏發的電照明、加熱融雪都還算靠譜,

就現在光伏發電那效率,無線充電那效率,還要高速移動充電,那是扯蛋

往多了說,電動汽車續航300公里,在路上行駛3小時充3%的電,最終續航309公里...

目前可較低成本量產的無線充電,大概10cm以內,靜態傳輸效率能達到80%的水平。

....50-200年後,

未來實現低成本的可控核聚變,或者低成本的光伏發電(如在地球軌道鋪一圈,通過激光或磁共振遠程輸送到地球且損耗率足夠低,或者地表的沙漠等大面積鋪設且遠距離輸電損耗足夠低)之後,能源十二分富足時,才能有真正的無線-遠程-移動-充電,那時候無線充電網路可能像如今的4G網路一樣密集。

當然,未來的路可以直接做成傳送帶,路動人不動


但是第一條光伏公路不是法國人先鋪的么,截圖是2016年12月的新聞。

World』s first 『solar panel road』 opens in France


我個人覺得如果僅僅看光伏高速,肯定有諸多問題會讓人懷疑,比如超載,車禍對路面的損壞。但是如果與無人駕駛以及前段時間提出了未來電動車發展方向,還是有很明顯的現實意義。


或許有點跑題,但還是想說說

這樣一項值得「大肆吹捧」中國黑科技是在2017年9月29號問世,我國媒體竟然都沒有好好宣傳,在領域之外的人們肯定也就沒有聽說過。

而2018年1月1日,我們的技術被韓國媒體報道,上了熱搜,評論卻沒有以往的盲目嘲諷,都是一片好評與反省本國的言論。(下圖翻譯cr:@呦給我6塊錢)

而微博上我國的媒體僅有的幾篇通稿,下面評論卻少的可憐!(心疼〒_〒)嘲大於贊?

中國在逐漸強大!而我們國民卻仍停在原地。

我們是不是也得反思下呢?

每項新科技問世,肯定會有糟點,但技術都是在不斷發展的,就長遠來看,太陽能高速公路有著很大的發展前景。

要對我國科技員大大們多點信心!多點支持!


首先這是一個科研項目啊,從高校走向商業應用哪有那麼快。石墨烯電池吹了多少年了,都還沒見到商用。現在慢慢試驗累計經驗等技術成熟了,大規模商用成本也就下來了。急不得。


我反正不會投資這個。

好奇誰投資的,巴鐵騙局才過去多久呢。


這是不是好事,得懂的人才能評價,否則無論肯定否定,噴那方的都屬於噴,對噴而已。

很多新技術,理論上都很美,然而實際應用,卻是隔著巨豁。如果能預見有較大的成功可能,或者成功後於國民有極大的優勢或利益,試驗當然應該,邊實踐邊積累邊調整,哪怕需要投入巨資,哪怕也可能失敗。然而不是所有的新技術都有先弄了再說的必要性和合理性。

個人判斷,光伏技術我們並不如國外先進,然而沒聽說人家有弄,就怕這個是手握大權的外行一聽這麼靈的技術腦袋一拍上的馬,就和那神馬巴鐵一樣,是被神話忽悠了的結果。


騙補貼的。

一年以後全部劃花,光都照不進去,怎麼發電?


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