基于光伏發(fā)電的道路能量收集技術(shù)研究進(jìn)展

武雅晨

摘要：道路能量搜集是一類非常有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕Y源供應(yīng)方法，而不需要耗費(fèi)附加的生態(tài)資源就能提供電力，可以把原先會(huì)耗費(fèi)和消耗的路域能量，根據(jù)搜集轉(zhuǎn)化成可以用的電能，已經(jīng)變成能量與環(huán)境行業(yè)的研究熱點(diǎn)。在這種新技術(shù)中，因?yàn)樘柲馨l(fā)電技術(shù)性綠色高效率、低成本、運(yùn)用普遍，所以開發(fā)基于光伏發(fā)電站。電力路面節(jié)能技術(shù)性可以合理地促進(jìn)智能交通的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”的總體目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：道路工程;道路能源采集;智能交通

綠色發(fā)展和道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是人們未來生活品質(zhì)的基本前提。交通運(yùn)輸?shù)男枨螅瑢?duì)道路服務(wù)水平和安全性需求的不斷提升，使道路發(fā)展趨向智能化系統(tǒng)、多用途化;對(duì)提升公路服務(wù)水平的品質(zhì)，提升道路質(zhì)量，是將來智能交通服務(wù)是當(dāng)今交通行業(yè)未來發(fā)展的主要方向。對(duì)交通強(qiáng)國(guó)的搭建和發(fā)展擁有重要而廣闊的意義。

1道路光伏發(fā)電技術(shù)綜述

光電技術(shù)在生產(chǎn)制造可再生資源中的必要性日益凸顯，其數(shù)量影響了光伏系統(tǒng)的容積和效率。PV系統(tǒng)通常需要很多的土地資源，可是持續(xù)上升的土地資源成本費(fèi)使其項(xiàng)目成本提升，而傳統(tǒng)式道路是單一化的。交通業(yè)功能開發(fā)方式，促使其土壤資源可以再開發(fā)利用。因此，光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的運(yùn)用慢慢造成了學(xué)者的高度重視。道路以及附近路域空間探究。以光伏為基礎(chǔ)的公路能量收集技術(shù)也可以稱為公路光電是指安裝在公路上或其周圍或周圍的道路上的PV系統(tǒng)，它可以被劃定為安裝式路面。前側(cè)的PV（RAPV）和結(jié)構(gòu)性使用者將太陽能組件固定在支撐構(gòu)造上，安裝在道路路域范疇內(nèi)，而后者則將太陽能組件融合在公路上，變成道路結(jié)組成件。從電力能源生產(chǎn)率和具體使用的可行性分析來看，道路空間包含路面?zhèn)?、地面及其上邊的空間等。

2太陽能電池路用能量采集技術(shù)的研究進(jìn)展

以太陽能為基礎(chǔ)的道路能源收集技術(shù)，可以在有限資源與社會(huì)需求之間達(dá)到可持續(xù)平衡。光伏發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)是無可爭(zhēng)議的

2.1合理選擇安裝地點(diǎn)

發(fā)展道路光電科技，是找尋合適的潛在性新項(xiàng)目地址，并對(duì)它進(jìn)行優(yōu)先選擇考慮，對(duì)降低成本費(fèi)用，提升太陽能發(fā)電效率具備關(guān)鍵意義。道路空間有各種用途，可是，選用這類技術(shù)性并不只是依據(jù)可再生資源的潛力和特性而選用這類技術(shù)。所以，在開展鋪設(shè)工程項(xiàng)目前，很有必要對(duì)修路開展全方位的必要性評(píng)定，并將其列為其中?？墒遣粌H限于太陽能資源點(diǎn)評(píng)、交通出行環(huán)境挑選與效益評(píng)估。把可能的地點(diǎn)數(shù)量降低到可以控制的范疇是一個(gè)流程。因數(shù)而異的繁雜過程，且工程項(xiàng)目運(yùn)用應(yīng)遵循由淺入深的發(fā)展規(guī)律，依據(jù)不同類型道路太陽能發(fā)電的新技術(shù)特性，選擇合適的地點(diǎn)時(shí)要謹(jǐn)慎，這樣可以避免錯(cuò)誤與限制。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法

公路光電技術(shù)在結(jié)構(gòu)安全持久、發(fā)電效率提高的同時(shí)，一般具備雙重作用。但現(xiàn)在各類不同類型的道路光伏發(fā)電技術(shù)的結(jié)構(gòu)模型尚欠缺比較全方位的基礎(chǔ)理論研究和試驗(yàn)認(rèn)證，都還沒對(duì)符合道路光伏發(fā)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的專用型光伏電池的產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)制造給予充分的重視。充分考慮其運(yùn)行環(huán)節(jié)中的光熱電效應(yīng)以及其與支撐點(diǎn)構(gòu)造的相互影響，必須融合數(shù)值模擬和室內(nèi)、戶外實(shí)驗(yàn)，依據(jù)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮到雙作用要求，開展產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)和形狀規(guī)格的進(jìn)一步優(yōu)化研究。

2.3測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估系統(tǒng)的健全規(guī)范

當(dāng)前，我國(guó)在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定管理體系層面的發(fā)展還較為單一化，并且大部分集中化在道路領(lǐng)域的傳統(tǒng)式觀念，實(shí)際上，道路光伏發(fā)電技術(shù)性不僅僅涉及到道路行業(yè)，并且涉及到電力能源、原材料，在電子器件、機(jī)械設(shè)備、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)，傳統(tǒng)式的檢測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不一定適用道路光伏系統(tǒng)。此外，原材料設(shè)計(jì)方案，檢測(cè)檢驗(yàn)。現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)道路光伏發(fā)電技術(shù)性的探討和工程項(xiàng)目運(yùn)用還具有一些不方便的問題，如欠缺統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此為了更好地全面提高房間內(nèi)檢測(cè)與具體項(xiàng)目的靈活性，依據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的特性，創(chuàng)建一套可靠的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將是今后工科和實(shí)際環(huán)境需求中需要解決的問題。

2.4電路設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)技術(shù)整合

PV具有內(nèi)在的動(dòng)態(tài)性，取決于地點(diǎn)、氣候、交通出行、自然環(huán)境等要素可變性也具備影響作用，使其存有間斷性和多變性，并且因?yàn)榈貐^(qū)和時(shí)長(zhǎng)的差別，使發(fā)電量與要求之間得到維持。出現(xiàn)了非效率性問題，尤其是在太陽能發(fā)電能力產(chǎn)能過剩的非高峰期階段和負(fù)載要求上升過多的高峰時(shí)段。所以，伏特電池技術(shù)所遭遇的主要考驗(yàn)之一是間歇性電力能源生產(chǎn)制造和動(dòng)態(tài)性電力工程需求量的配對(duì)。因此要融入不斷的變化。同時(shí)，還需要依據(jù)路面自然環(huán)境特性，對(duì)線路開展優(yōu)化，選用最大功率定位追蹤器，并根據(jù)路面環(huán)境特點(diǎn)開發(fā)相應(yīng)的儲(chǔ)罐。采用能量技術(shù)，道路光伏發(fā)電可以滿足負(fù)荷要求，在降低對(duì)目前電網(wǎng)沖擊性的同時(shí)，提升負(fù)荷管理方法的操作靈活性。

2.5創(chuàng)建專業(yè)化、高效率的管理方案

不可避免的是，在道路環(huán)境中，太陽能組件上的浮塵會(huì)慢慢累積，進(jìn)而造成影響。提升光伏發(fā)電高效率、合理的清理對(duì)策是提升系統(tǒng)發(fā)電量高效率的有力保障。而對(duì)道路工程而言，要選用進(jìn)水口。開展高頻率清理不是太實(shí)際的，它的成本費(fèi)也許會(huì)超過發(fā)電量收益，并會(huì)對(duì)交通出行造成相應(yīng)影響，所以必須開展相對(duì)應(yīng)的自清理。所以，如何在道路環(huán)境中便捷、迅速地對(duì)PV組件開展合理清理，迫切需要進(jìn)一步深入分析。因此清理、檢修或拆換是必需的，而路光技術(shù)應(yīng)用涉及廣泛，并且工作環(huán)境和過去不同?，F(xiàn)階段的道路綠化養(yǎng)護(hù)方式早已不能適用，怎樣對(duì)它進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)管，創(chuàng)建一套切實(shí)可行的綠化養(yǎng)護(hù)規(guī)章制度也有待研究。

結(jié)語

因?yàn)榫邆淞己玫沫h(huán)境保護(hù)特性和保持良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展性能，光伏發(fā)電日益獲得研究和運(yùn)用，以光伏發(fā)電為基礎(chǔ)的道路能量收集技術(shù)是將光伏系統(tǒng)安裝在道路上，并在其占有或周邊的路域空間，將光伏發(fā)電系統(tǒng)和市政道路工程有機(jī)地結(jié)合在一起，完成多用途一體化設(shè)計(jì)方案，對(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)“智能交通”、“新型智慧城市”、“碳中和”總體目標(biāo)都是有積極的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1 ]Yu H Y， Ma T， Wang D W， et al. China Journal of Highway and Transport， 2020， 33（10）， 1-66 （in Chinese）.

[2]于華洋， 馬濤， 王大為， 等. 中國(guó)公路學(xué)報(bào)， 2020， 33（10）， 1-66.