2006年,美國一對光伏愛好者夫婦首先提出了光伏路面的概念,在寬敞明亮的公路上鋪設光伏組件,讓路面不僅能通車、還能發電,甚至拓展更多的使用場景。很多人敏銳地意識到,這項技術將引發人類交通方式的巨大變革。法國甚至宣布已經建成了世界上第一條光伏路面,但其只是鋪設在一條車流較小的鄉間道路上。在車速更快、車輛更密集的高速公路上鋪設光伏路面,將是一個更大膽的嘗試。


? ? ? ? 這項工程最大的難點就在保護光伏電池的材料上。這里是濟南的南繞城高速,以每天4萬輛車的斷面通行量、每年10%到15%的交通增長率,專家測算的最終結果是:在15年的設計年限內,這段路需要承受后軸載重10噸的卡車2400萬次的碾壓。同濟大學交通運輸工程學院教授、博士導師張宏超表示:“那么說我們的這個結構強度和承載力就要滿足這個總的損傷量,在這個操作量下不至于發生損壞。”
選擇最佳的材料并找到最優化的設計方案沒有捷徑,只有通過研發團隊在實驗室里反復的試錯配比。同濟大學交通運輸工程學院教授、博士生導師張宏超告訴記者:“要做力學的測試、老化的測試、環境侵獨的測試,然后根據這些測試結果進行篩除。有的時候你可能做很長時間的實驗沒有一個可以的,可能又推倒重來,回到最原始的配方去解決問題。”
張宏超意識到,這種材料應該以透光的顆粒材料作為骨架結構,保證足夠的透光性;用聚合物作為粘結劑,保證足夠的承載力。“前期呢,我們主要篩選了三大類聚合物,每一類里面都有成百上千種材料。這個東西有點像配藥,如果排列組合的話,它會有無窮無盡的組合方式。”



2017年12月28日,這條由中國科學家自主研發的光伏路面正式通車。它的設計壽命、力學參數、路用性能等指標遠超其他國家,成為全球第一條真正的光伏“高速”公路。試運行一百天,僅發電量一項指標就突破了十萬千瓦時。如果讓山東全省的公路都能發電,一年的發電量將達到270億千瓦時,可以頂替十四座350兆瓦的熱電廠。試想所有的公路都換成光伏路面,中國的能源供給結構將發生巨大的改變。


這段公路,雖然只有短短的1.08公里,卻是一個真正的世界級超級工程。已經折射出了一縷曙光,渲染出未來智能交通的遠大圖景。