文 | 青茶

前言

在碳达峰、碳中和背景下，公路运输碳排放占交通运输总量74%，成为绿色发展的难题。

光伏高速应运而生：在高速路上铺设太阳能板，车辆边行驶边充电，同时为电网输送清洁电力。

2017年，我国建成全球首条光伏高速试验段，引领新能源与交通融合。西方专家都感慨：可怕的是中国的高速居然都能发电！

我国首条光伏高速如今咋样了？

光伏高速的技术原理

光伏高速的核心在于如何将太阳能光伏技术与公路承载技术结合起来，实现既能发电又能安全通行的道路环境。

这一目标听起来简单，但实际操作中存在诸多技术挑战。

路面必须具备足够的承载能力和摩擦性能。传统沥青路面虽耐用，但无法直接承载光伏板。

玻璃光伏板虽透光率高，却容易破碎，不适合高速行车。

因此，我国在首条光伏高速试验中采用了三层结构设计。

最上层为透光混凝土路面层，采用半透明新型材料，兼具高透光率与抗压性，摩擦系数甚至超过传统沥青路面，能够支撑小型电动汽车和中型货车安全行驶。

中间层是光伏板层，这一层的光伏板在白天吸收太阳光发电，同时可通过预留电磁感应线圈为电动汽车无线充电，实现边行驶边补能的设想。

底层为绝缘保护层，既防止地下水汽损害光伏板，也延长了整体系统寿命。

在技术上，光伏高速还需解决气候和环境的影响。

冬季积雪会阻碍光照，降低发电效率，同时增加路面滑动风险。

对此，光伏路面可将光能部分转化为热能，用于消除冰雪，保证行车安全。

光伏高速的发电量不仅用于车辆充电，还可并网发电，为公共能源系统提供清洁电力。

国外经验表明，这一技术具有实际可行性。

2016年，法国建成一条长1000米、宽2米的单向太阳能公路，每年发电约28万度，可满足一个5000人口小镇的公共照明需求。

而我国首条试验段在设计上更进一步，不仅实现承载功能，还预留了无线充电接口，为未来电动汽车的智能化发展提供基础。

光伏高速技术的难点不在于单一技术的实现，而在于如何将材料学、光伏发电和交通安全技术有效融合，使其在高速公路这一高压环境中长时间稳定运行。

我国首条光伏高速试验段现状

我国首条光伏高速试验段位于山东济南绕城高速南线，全长1.08公里，主行车道光伏铺设宽3米，应急车道光伏铺设宽2.44米，总面积达5875平方米。

该试验段不仅实现了光伏板铺设，还预留了电磁感应线圈，为未来电动汽车提供无线充电可能。

这条试验段建成后便成为国内光伏高速的示范工程，也是全球首条可供科研使用的光伏高速路段。

在实际运行中，光伏高速展现了诸多优势。

其光伏板在日间吸收阳光发电，年发电量约为100万度，这一电量既可用于沿线照明，也可并入电网，供周边社区使用。

如果按山东省高速公路通车里程9300公里计算，按照首条试验段的铺设方案进行单侧铺设，可实现光伏铺设面积超过5000万平方米，年发电量可达86亿度，按照当前电价计算，年发电效益可超过34亿元。

然而，试验段也暴露出技术问题。

数据显示，光伏高速在运行8个月后便进行了4次维修，主要问题包括路面光伏板微裂、接线老化等。

这说明，虽然光伏高速在科研上具有重大意义，但其商业化和大规模推广仍面临技术挑战。

试验段的建设重点在于科研探索，通过持续测试和优化材料、结构及维护方式，为未来大规模铺设提供经验。

此外，光伏高速在冬季表现出独特优势。

通过光伏板吸收太阳能并转化为热能，可减少冰雪积累，保障车辆安全行驶。

同时，这种设计能够最大化光伏板利用率，实现全天候发电。

首条试验段的实践显示，光伏高速不仅具有能源回收价值，还能为电动汽车发展提供实验基础，为我国绿色交通系统提供有力支持。

光伏技术发展潜力

光伏高速不仅限于路面铺设，还可在高速相关设施中实现多种应用，形成多功能新能源利用体系。

上海虹梅南路高架就是典型案例，该路段光伏板架设在高架桥上，形成遮阳棚结构。

光伏板不仅可以遮阳避雨，改善行车舒适度，还能为两侧居民区隔绝部分噪音，实现降噪和发电双重效果。

高架桥光伏板的年发电量可观，同时维护难度低，运行稳定性高，是对地面铺设光伏高速的一种补充和优化。

类似案例还有申嘉湖高速，其沿线光伏板兼作声屏障使用，总长1660米，降噪系数高达0.95，同时每年可发电86.7万千瓦时，相当于节约标准煤约284吨。

这类应用显示，光伏技术不仅可以为交通运输提供清洁电力，还能改善道路沿线环境，提高居民生活质量。

展望未来，光伏高速有望在更大规模的高速网络中推广。

随着电动汽车数量增加和充电基础设施需求提升，光伏高速将成为新能源充电网络的重要组成部分。

通过高架桥、声屏障和路面组合布局，可以实现全方位能源回收，同时保障交通安全。

未来光伏高速的设计可能结合智能电网、储能系统，实现“即发即用”模式，提高能源利用效率。

尽管目前面临技术和成本挑战，但光伏高速的发展潜力巨大。

从科研探索到商业应用的转变，需要持续优化材料性能、提高光伏板耐久性、降低施工成本以及完善维护体系。

随着政策支持和技术突破，光伏高速不仅是交通行业的绿色创新，更可能成为我国新能源战略的重要支撑，为双碳目标实现提供可靠路径。

结语

光伏高速作为新能源与交通融合的创新尝试，展现了巨大的环保价值和能源潜力。

首条试验段在科研和实践中取得了可观成果，但也暴露了耐久性和维修难题。

未来，通过高架桥光伏、声屏障和路面组合应用，光伏技术将在高速公路网络中形成多功能能源利用体系，为电动汽车提供充电保障，同时改善沿线环境。

随着技术成熟与政策推动，光伏高速有望从科研试验走向大规模商业化应用，成为我国绿色交通和能源转型的重要支撑，为实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。