太陽(yáng)能道路 讓電動(dòng)汽車邊跑邊充電

近年來(lái)，我國(guó)多個(gè)城市開(kāi)始推廣電動(dòng)汽車,。但對(duì)于使用者來(lái)說(shuō),，充電對(duì)于電動(dòng)汽車仍像是Bug一樣的存在,，如果有一天,，電動(dòng)汽車擺脫充電樁的束縛,，不用到處找充電樁,，充電比加油還方便那該有多好,。日前,，在浙江紹興，總重量達(dá)200噸的大型自卸車輕松壓過(guò)一段由太陽(yáng)能電池板鋪成的道路,，路面完好無(wú)損,。這標(biāo)志著該道路成為目前世界上承重最大的太陽(yáng)能試驗(yàn)道路。也意味著由浙江蘭亭太陽(yáng)能科技有限公司,、中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所,、清華大學(xué)智慧城市與智慧交通研究中心等多家單位歷經(jīng)十年完成的“太陽(yáng)一號(hào)”光伏路面成套技術(shù)研發(fā)成功。

法國(guó)建成的世界首條太陽(yáng)能道路

承重200噸,、光伏發(fā)電,、電動(dòng)智能車輛無(wú)線充電、冬季化冰雪……在太陽(yáng)能公路仍是一個(gè)新概念的當(dāng)下,，這條太陽(yáng)能試驗(yàn)道路處處顯現(xiàn)著“黑科技”特質(zhì),。那么它到底是如何實(shí)現(xiàn)上述功能的呢？

一舉兩得與“自給自足”

“太陽(yáng)能道路一舉兩得,，作為太陽(yáng)能電站,，它不單獨(dú)占用土地面積；作為道路鋪設(shè)材料,，它同時(shí)具備發(fā)電功能,。”中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員曲勝春接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，行車和發(fā)電是太陽(yáng)能道路的兩項(xiàng)基本功能,。

作為道路,，太陽(yáng)能道路必須具備承重、耐強(qiáng)摩擦性能,。“一般的車輛只有幾噸,，部隊(duì)大型坦克車才能達(dá)到100噸，如果最極端情況下路面能夠承受,，小型車肯定也沒(méi)問(wèn)題,。”蘭亭工程建設(shè)集團(tuán)工程師李景軒表示,，試驗(yàn)時(shí)使用了總重達(dá)200噸的大型自卸車碾壓該試驗(yàn)道路,，路面絲毫不為所動(dòng)。

這種太陽(yáng)能道路由功能層,、承重層和基底層構(gòu)成,。“基底層與中間承重層形成的路基有足夠的支撐能力，它們由剛性(水泥)或柔性(瀝青)結(jié)構(gòu)組成,，這兩種材料本身承載力就比較強(qiáng),。”從事道路建設(shè)行業(yè)已三十多年的李景軒說(shuō),，功能層中的太陽(yáng)能光伏板雖然是一種脆性材料，但涂加了獨(dú)創(chuàng)工藝的柔性材質(zhì)保護(hù)層,，因此,，這個(gè)表面看似玻璃的保護(hù)層摩擦系數(shù)高、強(qiáng)度也高,，既能保護(hù)太陽(yáng)能板材,，又能保證車輛正常行駛。“每一層之間都有柔性粘合性連接材料,，防止層與層之間錯(cuò)位,、移動(dòng)。”他說(shuō),。

那么太陽(yáng)能道路如何發(fā)電,？曲勝春表示，太陽(yáng)能電池雖然叫電池,，但它不是儲(chǔ)能,，而是把光轉(zhuǎn)換為電能。硅,、砷化鎵等半導(dǎo)體材料吸收太陽(yáng)光產(chǎn)生電子—空穴對(duì),，電子—空穴對(duì)遷移到PN結(jié)結(jié)區(qū)分離為自由電荷。產(chǎn)生直流電后,，可以直接使用或被存儲(chǔ),。如果要進(jìn)入市電電網(wǎng)，需經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姟?/p>

李景軒介紹,，太陽(yáng)能道路發(fā)電主要用來(lái)滿足當(dāng)前道路的照明,、電動(dòng)車充電、隧道等公路用電需求,，剩余電量并入電網(wǎng),，夜間或其他需要用電時(shí)再?gòu)碾娋W(wǎng)輸送，實(shí)現(xiàn)“自給自足”,，而目前公路用電大多需要單獨(dú)輸送,。

充電秘密“埋藏”在地底

該太陽(yáng)能道路的出現(xiàn)讓電動(dòng)汽車的充電方式出現(xiàn)全新想象：邊跑邊充電。

秘密“埋藏”在地底下,。“試驗(yàn)道路的太陽(yáng)能電池上預(yù)埋了一組可產(chǎn)生磁力的導(dǎo)磁裝置板,，根據(jù)‘磁生電電生磁’的原理，當(dāng)無(wú)線充電電動(dòng)車接收到磁即可轉(zhuǎn)換成電,。”李景軒說(shuō),，具備電轉(zhuǎn)換裝置的電動(dòng)汽車在太陽(yáng)能公路上，能夠一邊奔跑一邊吸收太陽(yáng)能路面?zhèn)鞒龅碾姶牛瑫r(shí)在“體內(nèi)”轉(zhuǎn)換為電,，實(shí)現(xiàn)邊跑邊充電的炫酷功能,。

曲勝春表示，太陽(yáng)能道路作為供電端,，通過(guò)裝置把電轉(zhuǎn)化為電磁波,，電動(dòng)車相當(dāng)于接收端，如果安裝了電磁波接收,、轉(zhuǎn)換裝置,，就可看成是無(wú)線充電電動(dòng)汽車，這種汽車奔跑在太陽(yáng)能道路上,，就像玩跑酷游戲一路狂奔一路接收金幣,，它能邊跑邊接收電磁波，并利用自身車載裝置轉(zhuǎn)換為電,。“類似于無(wú)尾家電,，供電端與用電器之間通過(guò)電磁場(chǎng)以非接觸方式傳送能量，兩者之間不用電線連接,。”

至于該太陽(yáng)能道路的融雪功能,，李景軒說(shuō)，太陽(yáng)能板層下安裝了加熱材料與電加熱裝置,，類似電熱毯中間有加熱絲,。當(dāng)加熱達(dá)到零度，透過(guò)太陽(yáng)能板材的散熱使道路積雪融化,。這個(gè)過(guò)程需要靠人去觀察,，需要融雪時(shí)送電，雪融化后再斷電,。“我們獨(dú)創(chuàng)的太陽(yáng)石熱能技術(shù)曾獲國(guó)家發(fā)明專利,，雖然沒(méi)有直接運(yùn)用到太陽(yáng)能道路上，但啟發(fā)了太陽(yáng)能發(fā)電板的研制工作,，解決了融化路面積雪的復(fù)雜問(wèn)題,。”他說(shuō)。

潛力較大,，但應(yīng)用有條件

“道路可以發(fā)電,，電站可以當(dāng)?shù)缆酚茫紤]這兩個(gè)功能,，成本控制在其他道路的1.5倍之內(nèi),，就是贏家。”曲勝春說(shuō),。李景軒則表示,，太陽(yáng)能道路初期投資比普通公路高約30%，但從壽命來(lái)看,，太陽(yáng)能道路長(zhǎng)達(dá)20多年壽命和較少的維修,，使它的年分?jǐn)偝杀镜陀谄胀ü罚送?，它還能帶來(lái)諸如融雪和無(wú)線充電等功能,。

李景軒表示，太陽(yáng)能道路的無(wú)線充電技術(shù),，雖現(xiàn)在使用需求量不大,，不能立刻投入使用，但隨著國(guó)家總形勢(shì)改變,，技術(shù)升級(jí)換代,，配套的能源、電動(dòng)車,、道路完善,，太陽(yáng)能道路技術(shù)發(fā)展?jié)摿⒎浅＞薮蟆?/p>

曲勝春也認(rèn)為，太陽(yáng)能道路是一種較有潛能的工程技術(shù),。作為“建筑”材料,，太陽(yáng)能電池板施工和安裝更方便，同時(shí)具有發(fā)電功能,。不過(guò),，他認(rèn)為使用太陽(yáng)能電池的前提條件是日照充足，我國(guó)西部的青海,、甘肅,、西藏、新疆等地區(qū)陽(yáng)光照射充足,，加上道路占用率不高,，適合建造太陽(yáng)能電站，但我國(guó)山海關(guān)以東,，東三省地區(qū)的冬季日照條件較弱,，并不適合使用太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池達(dá)到閾值光強(qiáng)才能工作,，低于閾值的結(jié)果不僅是轉(zhuǎn)換效率降低,，低照度條件下可能根本不會(huì)工作。哈爾濱冬季雨雪天氣,，陰云密布的時(shí)候,，太陽(yáng)能電池處于幾乎不發(fā)電的狀態(tài)，只能在陰雨天氣前存電,，需要的時(shí)候再把電放出來(lái),。

“太陽(yáng)能光伏發(fā)電道路對(duì)智能交通起到積極配套作用,。在利用新能源上，太陽(yáng)能道路充分利用閑置道路資源,，不額外占用土地,。此外，城市廣場(chǎng)和特殊路段上,，太陽(yáng)能道路還可以發(fā)揮巨大想象空間,。”李景軒說(shuō)。

本報(bào)記者 唐 芳