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光伏公路技术的发展趋势及面临的挑战

日期:2018-05-18 来源:中国公路

  近年来,随着我国太阳能光伏技术开发运用速度不断加快,太阳能光伏公路技术也得到迅猛发展,其基本原理是将光伏板铺设在公路上,既满足了太阳能光伏技术的占地需求,又可为行驶其上的电动汽车提供电能,车辆无需停车即可完成电能补充。

(1)技术快速发展

在中国专利文摘数据库中检索发现,截至2018年3月26日,涉及光伏路面整体结构以及铺设方法的已公开的中国专利申请有300余件,涉及太阳能电池的已公开的中国专利申请有8700余件,涉及环氧树脂、钢化玻璃、透光混凝土等表层底层材料的中国专利申请有2800余件,涉及行进车辆无线充电的中国专利申请有700余件,涉及行进车辆有线充电的中国专利申请有100余件。

 路用性能是光伏路面技术的关键要求之一,光伏路面结构和材料只有满足路用性能才有可能投入规模化实施利用。在一件专利申请中提出了一种路面结构单元,在混凝土凹陷内设置太阳能电池板,上盖聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)透光保护板,获得了作用标准轴载在最不利荷位时,亦能满足安全行车力学性能要求的结构尺寸模型。

 关于行进车辆充电技术,如何实现发射线圈和接受线圈持续动态耦合是被持续关注的一个重要问题。在某专利申请中,公开了一种充电系统,根据车载无线充电装置的位置动态切换发射线圈的工作状态,根据工作状态控制一个或多个电源提供电能,实现持续动态耦合。

 随着技术的发展,光伏路面的核心基础功能逐渐衍生出一些复合应用。如某专利申请中出现了一些复合结构单元,扩展了融冰融雪功能、路面降温功能、附加景观功能、余热利用、电力利用、人路信息交互、车路信息交互等,还出现了一些关于如何提高施工效率的装配结构的改进,如装配支架、装配孔等。

(2)难题有待突破

  目前来看,光伏公路技术距离大规模应用还面临很多挑战,主要包括新材料、新结构路面的路用性能问题、光伏发电效率问题、行驶中充电的效能问题等。具体而言,主要涉及新材料路面的强度问题,热胀冷缩引起的路面翘曲、路面材料低温开裂、材料紫外老化等问题,路面复杂结构对施工工艺要求极高的问题,组件使用寿命、防水、防腐蚀、耐久、变形、光线不佳情况下的发电效率问题,光伏模块的故障率问题,稳定供电问题,太阳能电池板本身的能量转化效率不高的问题,复杂的光伏发电电势调节问题,电磁共振线圈庞大、感应传输功率低的问题等。

 已公开的专利申请披露了大量技术信息,同时设置了各种不同的保护范围,这些技术信息为太阳能光伏公路发展提供了强大的技术支撑,对于研发者来说,利用好这些公开技术信息更有利于技术进步,确定合适的保护范围更有利于保护创新成果。对于太阳能光伏公路的建设者、相关产品的生产者销售者、相关方法的使用者来说,其需要提高知识产权意识,促进新能源交通系统领域专利的创造、保护、运用,让知识产权更好地促进新能源交通系统的发展。

 虽然现在光伏公路技术还存在许多问题,但随着技术不断进步,将会更好地服务人们的生活。