頂棚式光伏路網

■湖南省長沙縣職業中專學校 張勇軍

光伏路面是利用公路、鐵路等路網的太陽光能發電，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、鋪設光伏路面成本高、發電效率易受環境影響等。所以，我提出了光伏頂棚的設想。

一、光伏頂棚的優勢

南北向公路光伏頂棚基本結構

1.造價遠低于光伏路面，比光伏路面更耐用，發電效率更高。

2.將光伏頂棚安裝在路網上，既不會破壞生態，又不會影響農業生產，光伏頂棚發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荷工作，最大限度地把光能轉化成電能。

3.在夏季，光伏頂棚能為路面上的汽車遮陽，降低車體溫度，減少車主開空調的時間，節約能源。路面不用經受烈日炙烤，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，不會造成生態污染。

4.能杜絕在雨季雨水長時間浸泡路面和路基的狀況，降低路基、路面的維修、維護費用。

5.路網被光伏頂棚遮擋，對戰時調動軍隊、運送裝備有一定的隱蔽作用。

6.促使國內略顯過剩的光伏產能得到釋放，有利于光伏產業技術升級。光伏頂棚采用鋼鐵骨架構建，能促進鋼鐵產業的發展。

7.有利于收集雨水，能實現雨污分流，對雨季調節洪澇及干旱地區合理調配水資源具有重大意義。

8.光伏發電的規律和人類作息時間高度吻合，每天的發電時間就是絕大多數工廠、學校、機關、商鋪等的工作時間，能緩解目前用電高峰期電力供應不足的問題。

9.覆蓋光伏頂棚后，路網進入電氣時代，能及時為電動汽車充電。

二、實施方案

架設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安裝成多列北面高、南面低的坡面，列與列之間設置天溝，用來收集雨水或融化的雪水，并將其導入路旁的雨污分離管道集中利用。在天溝兩邊設置通氣槽，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的氣流擾動幅度降到最小。

3.光伏電池陣列坡度宜在理論采光范圍內（如長沙市的矩陣傾角為30度左右），既能保證有效光照時長，獲得最佳發電效率，又能讓冰雪自動滑落，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雪能力，與地面的距離高于目前供電線的高度即可。