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黑科技!太阳能公路可为车辆供电和加热道路防积雪

2017/11/24

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太阳能发电路面是将太阳能吸能板铺设在现有沥青混凝土路面或水泥混凝土路面上,利用路面空间产生能源的一种新型路面结构形式。太阳能路面结构不仅具有公路行车功能,还具备实时为电动汽车无线充电、公路表面自动加热除冰等功能,同时还可利用电池板上的LED灯提供交通信号和交通标线等交通管理信息。

 
太阳能电池板取代沥青:
公路采用太阳能电池板发电,可以从两方面节省石油。一是太阳能板发的电可以输入高压电网,为电动汽车充电;二是太阳能电池板取代了石油制成的沥青。
斯科特是名电子工程师,而朱莉是个心理治疗师。公路并不属于这对夫妇任何一人的专业范畴。随着气候变化的论战在美国愈演愈烈,夫妇俩就产生了太阳能公路的想法。
 
这些道路中还安装了一些发光二极管,可以在阴天或夜晚亮起道路标志。据悉,这些太阳能板还覆盖有马赛克效果的灯光,在晚上,点亮的小灯可以作为交通标志和警告信息。另外,公路下还可以“嵌入”加热器,这样在冬天的时候,公路上就不会再有积雪和薄冰。

参与开发的斯科特(Scott)和朱莉(Julie)说,他们已经开发出一小部分的太阳能供电的道路,以证明他们这一设计的可行性。并且他们希望有一天能先在美国推出他们的太阳能道路,再进一步推广到各个国家,以此为绿色能源的推广做贡献。美国爱达荷州一个家庭企业公布了其关于太阳能道路的设计理念,并且已完成了一个“停车场”的样板。在这项设计中,太阳能板能够“嵌入”公路之下,并且为周围的车辆提供电力

 
公路加热防冰雪
但他们在寻找沥青的智能替代物时遇到了许多坎坷。斯科特说:“它必须具有当前沥青柏油路的结构特点,至少能提供牵引力,即使在雨天也一样。那是研发太阳能电池面板顶层结构最需要解决的问题之一。”
多次试验后,他们终于成功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。“我们不愿把这种材料叫做玻璃,因为它和传统的窗户玻璃相差甚远。但它终究是玻璃,只能那样称呼它。”
除了基座,太阳能电池面板由三层组成。第一层是含有太阳能电池板、LED灯和供暖系统的硬玻璃层。这种半透明、高强度、防水的公路表面层,能够提供足够大的牵引力,并且可以让阳光照射在太阳能电池板上。
第二层是一个带有微控制器的电子元件层,可以激活LED灯,具有控制照明、通信和监测功能。上面的电路可感知荷载、控制加热单元,让汽车在冰雪天气也能正常行驶。
第三层是防水的底盘层,除了保护上层电子元件干燥,还负责分配收集到的能量及数据信号。多块太阳能公路面板相互连接变成一条智能太阳能公路,形成一个智能的分布式电网。

 
架空式太阳能光伏公路:
架空式太阳能光伏公路的核心技术是光伏发电,相对成熟,国内外均有大范围使用光伏发电的工程。但是,在公路行车路面上方安装光伏发电廊道,需要采用大量复杂的监控系统以保证公路系统健康安全运行,目前还没有应用案例。同时,架空式太阳能光伏公路的运营、维护和管理对公路现有的养护维修模式和成本有较大影响。因此,将光伏发电廊道作为公路基础设施布设于公路路面上方,其适用性、可行性以及性价比等还需要进行研究论证。
 
开发者们还进一步阐述称自己设计的太阳能道路会有很高的价值,首当其冲的价值肯定是很好地利用了太阳能,如果成功在美国全国范围内安装,它能为整个国家提供更多的可再生能源。
太阳能发电路面与架空式太阳能光伏发电廊道是公路发展中具有里程碑意义的革命性创新技术,是绿色能源与道路交通技术交叉发展的前沿方向。



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