頂棚式光伏路網(wǎng)

■湖南省長沙縣職業(yè)中專學(xué)校 張勇軍

光伏路面是利用公路、鐵路等路網(wǎng)的太陽光能發(fā)電，但這種把光伏電池板鋪在路面下的方式有很多缺陷。比如，電池板易損壞、鋪設(shè)光伏路面成本高、發(fā)電效率易受環(huán)境影響等。所以，我提出了光伏頂棚的設(shè)想。

一、光伏頂棚的優(yōu)勢

南北向公路光伏頂棚基本結(jié)構(gòu)

1.造價(jià)遠(yuǎn)低于光伏路面，比光伏路面更耐用，發(fā)電效率更高。

2.將光伏頂棚安裝在路網(wǎng)上，既不會(huì)破壞生態(tài)，又不會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，光伏頂棚發(fā)電裝置與車輛互不影響。由于沒有遮擋物，光伏頂棚的電池板能滿負(fù)荷工作，最大限度地把光能轉(zhuǎn)化成電能。

3.在夏季，光伏頂棚能為路面上的汽車遮陽，降低車體溫度，減少車主開空調(diào)的時(shí)間，節(jié)約能源。路面不用經(jīng)受烈日炙烤，減緩了路面老化的速度。在冬季，光伏頂棚能遮擋雨雪，保持路面良好的通行效率，由于不用在路面撒鹽除冰，不會(huì)造成生態(tài)污染。

4.能杜絕在雨季雨水長時(shí)間浸泡路面和路基的狀況，降低路基、路面的維修、維護(hù)費(fèi)用。

5.路網(wǎng)被光伏頂棚遮擋，對(duì)戰(zhàn)時(shí)調(diào)動(dòng)軍隊(duì)、運(yùn)送裝備有一定的隱蔽作用。

6.促使國內(nèi)略顯過剩的光伏產(chǎn)能得到釋放，有利于光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。光伏頂棚采用鋼鐵骨架構(gòu)建，能促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

7.有利于收集雨水，能實(shí)現(xiàn)雨污分流，對(duì)雨季調(diào)節(jié)洪澇及干旱地區(qū)合理調(diào)配水資源具有重大意義。

8.光伏發(fā)電的規(guī)律和人類作息時(shí)間高度吻合，每天的發(fā)電時(shí)間就是絕大多數(shù)工廠、學(xué)校、機(jī)關(guān)、商鋪等的工作時(shí)間，能緩解目前用電高峰期電力供應(yīng)不足的問題。

9.覆蓋光伏頂棚后，路網(wǎng)進(jìn)入電氣時(shí)代，能及時(shí)為電動(dòng)汽車充電。

二、實(shí)施方案

架設(shè)光伏頂棚的場所主要是高速公路、國道及電氣化普鐵、高鐵。

（一）高速公路、國道

東、西向高速公路光伏頂棚設(shè)置示意圖

1.高速公路和國道光伏頂棚最低處必須大于或等于6米，道路兩旁不能種植喬木之類的行道樹，這樣既能留足通行空間，又能保證行車時(shí)有足夠的光線和視野。

2.無論道路是東、西向還是南、北向，光伏頂棚上的電池矩陣均應(yīng)安裝成多列北面高、南面低的坡面，列與列之間設(shè)置天溝，用來收集雨水或融化的雪水，并將其導(dǎo)入路旁的雨污分離管道集中利用。在天溝兩邊設(shè)置通氣槽，讓光伏頂棚既能擋雨雪，又不妨礙空氣流通，也能將汽車高速行駛時(shí)的氣流擾動(dòng)幅度降到最小。

3.光伏電池陣列坡度宜在理論采光范圍內(nèi)（如長沙市的矩陣傾角為30度左右），既能保證有效光照時(shí)長，獲得最佳發(fā)電效率，又能讓冰雪自動(dòng)滑落，減少頂棚的承載壓力。

（二）電氣化鐵路

電氣化鐵路如普鐵、高鐵的光伏頂棚要有較好的抗風(fēng)雪能力，與地面的距離高于目前供電線的高度即可。