分布式太阳能在高速公路应用

文章编号：2095－6835（2022）04－0173－04高速公路沿线发展分布式光伏发电项目可行性研究李义1，刘志胜2，3（1.广州市北二环交通科技有限公司，广东广州510030；2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804；3.山西交通控股集团有限公司，山西太原030002）摘要：为分析光伏发电技术在公路工程领域推广应用的可行性，系统梳理了光伏发电技术研究与应用现状以及光伏发电技术在公路工程中的应用情况，从分布式光伏发电的技术、节能、经济及市场需求等方面分析了高速公路沿线发展分布式光伏发电项目可行性，并针对可能遇到的风险提出应对措施。

研究结果表明，分布式光伏发电技术成熟、节能环保效益显著、经济效益可观、市场需求广泛，按需求分步实施，具有较好的推广应用前景。

关键词：交通工程；公路沿线；光伏发电；可行性中图分类号：U414文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.04.053随着全球经济发展、科技进步，世界各国对能源提出了越来越高的要求。

传统火力、水力、风力、核能发电面临的资源枯竭、环境污染、季节影响、核泄漏等诸多问题日益成为制约社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家和地区开始实施“阳光计划”，开发利用太阳能资源已成为世界各国领跑能源争夺赛、寻求经济发展新动力的重要突破口[1-2]。

为支持光伏行业发展，国家发展改革委、财政部、能源局及四川、山东、新疆等地区陆续发布相关支持政策，有序引导光伏发电技术在全国推广应用。

2014年，国家能源局印发的《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》中明确提出“鼓励在火车站、高速公路服务区、机场航站楼、大型综合交通枢纽、大型体育场馆和停车场等公共设施系统推广光伏发电”[3]。

财政部、国家发展改革委、能源局联合下发的《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》《可再生能源电价附加资金管理办法》合理确定新增补贴项目规模，充分保障政策延续性和存量项目合理收益，完善市场配置资源和补贴退坡机制。

太阳能（高速）公路综述恂达一、问题的提出在2014年3月的全国两会上，全国政协委员、通威集团董事局主席汉元先生提出了结合国现有高速路网资源状况，参考国外已有的经验和做法，充分利用国存量高速网，将其作为太阳能光伏发电的新型、有效载体，实现光伏发电、交通运输、节能减排、安全行驶、道路养护、耕地保护六者的高效整合与最佳统一的方案[1]。

委员提出的建议就是建设所谓的“太阳能高速公路”。

在此前，工贸职业技术学院的欧英雷先生在2012年也提出了“利用高速公路实现太阳能光伏发电的构想”[2]。

其实，世界上第一个提出“太阳能（高速）公路”概念的是美国爱荷达州的一对夫妇——电子工程师斯科特·布鲁索（Scott Brushaw）和心理治疗师朱莉（Julie）。

2006年，布鲁索夫妇首先提出“太阳能公路”的概念和梦想，并进行了一系列的研究、试验工作，取得了卓有成效的阶段性成果。

此后，美国、荷兰、意大利、英国、德国以及比利时等国也先后就此进行了研究、探索和试验。

2011年，世界上第一条太阳能高速公路（A18公路）在意大利建成，并向公众开放。

“太阳能高速公路”是一个全新的概念，是太阳能应用创新的大胆设想。

研究和试验表明，这种太阳能高速公路的优点很多，节能、环保、智能、安全、分散，也可以节省大量的土地，其最终的、最直接的结果就是可以逐渐让人们不再那么依赖煤和石油等矿物燃料。

虽然目前太阳能高速公路的建设刚刚起步，并且还存在不少问题和困难，尤其是路面材料和造价。

但毕竟这是一个伟大的创意和梦想！任何一位开拓者都认为：历史上没有一蹴而就的发明，发明首先需要想象。

二、太阳能高速公路的含义1、含义所谓太阳能高速公路是指：利用高速公路的路面、沿线设施以及周边的环境实现太阳能光伏发电，并为公路设施本身和沿线居民供电。

它大致可以分为：路面光伏发电系统和沿线设施光伏发电系统两大类。

1）路面光伏发电系统（见图1 ）路面光伏发电系统顾名思义是指：利用高速公路路面作为载体实现光伏发电的系统，通常称为“太阳能高速公路公路”或“太阳能公路”，它的基本结构由三层组成（见图2）：最下层：为基础层或承载层，用来隔绝土壤的湿气，避免其影响到上层太阳能光伏组件的正常工作；中间层：为太阳能光伏电池层，用来产生电能；最上层：为透明的保护层，保护部的太阳能光伏组件，同时也让太透过；也要承载路面上各种载荷的正常通过，即要满足作为路面的所有一切条件，如坚硬度、粗糙度和摩擦力等。

四川高速公路分布式光伏设计准则四川是中国西南地区的一个省份，因地理位置独特，来年日照资源丰富，大部分地区都适宜光伏发电。

为了进一步利用当地的光伏资源，促进可再生能源的发展，有必要制定一套适用于四川高速公路的分布式光伏设计准则。

一、选址准则1.充分利用现有的高速公路基础设施，选择适宜光伏发电的路段，如无遮挡物、适宜日照时间长等。

2.优先选择轻型交通工具较少的路段，以防止光伏发电系统对行车安全造成影响。

二、设计准则1.考虑高速公路特殊条件，设计分布式光伏发电系统时应采用可折叠、可伸缩、可收纳的结构，以兼顾光伏电池板的保护和行车安全的要求。

2.安装角度的选择要合理，以确保光伏电池板能够最大程度地接收来自太阳的辐射。

3.充分考虑高速公路的通行要求，设置合理的逃生通道和紧急疏散预案。

4.考虑光伏发电系统在逆变器运行期间的噪音问题，应采用低噪音的设备和技术。

三、安全准则1.光伏发电系统的安装必须符合国家和行业的相关安全标准，确保发电系统的使用安全。

2.高速公路的相关设施和标志牌应该与光伏发电系统妥善结合，以确保行车安全。

3.注意光伏电池板的防雷和防火问题，采取相应的措施保证系统的安全稳定运行。

四、维护准则1.设计具有良好的自清洁功能，以减少光伏电池板的污染，提高发电效率。

2.设计并合理布置光伏组件的防盗和防破坏措施，确保分布式光伏系统的稳定运行。

3.设计便于运维人员进行巡查和维护的系统结构，以保证分布式光伏系统的长期稳定运行。

4.根据当地气候和环境条件，制定适宜的光伏组件清洗计划，减少污染对光伏发电效率的影响。

总之，四川高速公路分布式光伏设计准则必须以安全、高效和稳定为原则，符合当地实际情况，注重与高速公路基础设施的融合，确保光伏发电系统的可靠性和可持续性。

适用于四川高速公路的分布式光伏设计准则的制定，不仅有利于促进可再生能源的发展，还可以带动当地经济的繁荣和生态环境的改善。

光伏发电技术在高速公路隧道的应用摘要：光伏发电技术因其清洁、可再生、持久、可靠等特点已经广泛应用于各个领域，其中就包括高速公路隧道。

在高速公路隧道中，光伏发电技术的应用不仅为隧道提供了光明，更为重要的是它让高速公路隧道拥有了无限的能量。

随着光伏发电技术的普及和成熟，越来越多的高速公路建设规划中已经预留了光伏发电的应用空间。

例如，各地高速公路建设中在隧道顶部直接安装太阳能电池板，可形成现代化、科技感十足的隧道形象，并且还有更好的经济效益。

关键词：光伏发电;发电技术;公路隧道前言：随着人们对可再生能源需求的增长，光伏发电技术已经成为了一种主流的能源选择。

应用光伏发电技术在高速公路隧道未来的发展越来越受到人们的关注。

由于高速公路隧道的特殊地理位置和使用固定朝向，光伏电池板的转换效率要高于一般的光伏发电系统。

在低角度入射的情况下，光伏电池板的转换效率达到最佳，所以应用在隧道内可以达到较高的发电效益。

应用光伏发电技术在高速公路隧道是一项非常有前途和实用性的措施。

尽管在技术应用的过程中还有一些差距，但是这种新能源的出现为高速公路隧道未来的建设发展趋势提供了新的空间[1-2]。

一、什么是光伏发电技术光伏发电技术是利用太阳能将光能转化为电能的一种新型清洁能源技术。

它是通过将太阳能辐射转化为电能而实现发电的，因此也被称为太阳能发电或光电发电。

太阳能电池由一个或多个薄片组成，薄片被称为太阳能电池片。

太阳能电池片的基本结构是由P型半导体和N型半导体相接形成的P-N结，当阳光照射到太阳能电池片上时，太阳能电池片中的半导体材料直接吸收光子能量，导致电子和空穴的生成和分离，从而形成电场，电子和空穴通过电场的作用分别向两端移动，进而产生电流[3]。

光伏发电技术可以应用于各种地方，如建筑物屋顶、农业大棚、车站广场、公路、水库等地方。

光伏发电技术可以不受场地限制，不占用土地、无污染、负载率高、平均寿命长、维护简单、低噪音、无机械运行、种类繁多等特点。

高速公路光伏安装施工方案1. 引言随着可再生能源的快速发展和环境保护意识的不断增强，光伏发电作为一种清洁能源技术，得到了广泛应用。

在高速公路上安装光伏发电系统，不仅可以利用空闲的土地资源，还能为高速公路提供可靠的电力供应。

本文旨在介绍高速公路光伏安装施工方案，以指导相关工程实施。

2. 设计方案2.1. 布局规划高速公路光伏发电系统的布局应充分考虑光资源和土地利用效率。

常见的布局方式有直排式、斜坡式和独立式。

其中，•直排式布局：将光伏组件垂直放置在高速公路旁，适用于宽广的路段；•斜坡式布局：将光伏组件以一定角度倾斜安装在高速公路上，减少反射和遮挡对光伏发电的影响；•独立式布局：在高速公路旁新建光伏发电场，再通过输电线路连接到高速公路。

根据具体情况，选择合适的布局方式，并进行详细的设计和规划。

2.2. 光伏组件选型在高速公路光伏安装中，应选择高效、安全可靠的光伏组件。

常见的光伏组件有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池板。

根据实际需求和经济考虑，选择适合的光伏组件进行安装。

2.3. 支架结构设计支架结构是保证光伏组件稳定安装的重要组成部分。

常见的支架结构有钢结构和铝合金结构。

在设计支架结构时，需要考虑以下因素：•地基条件：确保支架稳定的基础条件；•风荷载和地震荷载：根据当地气候和地理条件，合理设计支架的抗风能力和抗震能力；•安装方式：根据具体场地条件，选择适合的支架安装方式，如地脚螺栓或直接灌注。

2.4. 输电线路布置将光伏发电系统的电能输送到高速公路电网中，需要设计合理的输电线路布置。

应考虑以下方面：•导线选材：选择符合电力传输要求和经济成本的电缆；•线路布置：根据光伏阵列的布局和电网的需求，设计合理的线路布置方案；•接口设计：确保光伏发电系统与电网的安全、稳定连接。

3. 施工步骤3.1. 前期准备在施工前，需要进行详细的前期准备工作。

包括：•方案确定：根据设计方案和实际条件，制定详细的施工方案；•资材准备：采购所需的光伏组件、支架结构、输电线路等材料；•地勘工作：进行工地勘察，确定地质条件和基础设施情况。

高速隔离带光伏建设案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高速公路是现代城市交通系统的重要组成部分，但是传统的高速公路建设在利用的同时也会造成对土地资源的浪费和环境的破坏。

为了解决这一问题，近年来在一些地区开始尝试在高速公路的隔离带上建设光伏发电设施，将这些“废弃”的土地重新利用起来，为城市的可持续发展做出了积极贡献。

以广东省为例，该省先后在多条高速公路的隔离带上建设了光伏电站，如广珠高速、广深高速等。

这些光伏电站不仅能够为周边地区提供清洁能源，还可以减少对传统能源的依赖，降低温室气体排放，对环境起到较好的保护作用。

光伏发电设施还可以为当地经济带来一定的收入，促进地方经济的发展。

在建设过程中，一般会选择适合光伏发电的电池板进行铺设，再通过逆变器将光伏发电的直流转化为交流，接入电网供电。

还会建设相关的监控系统，实时监控光伏电站的发电情况，确保设施的运行稳定。

为了充分利用高速公路隔离带上的空间资源，还可以考虑结合种植农作物、养殖家禽等方式，实现资源的综合利用。

比如可以在光伏板下种植一些耐旱、耐逆境的绿色植物，既可以保护土地、减少水土流失，又可以为周边环境带来一定的生态效益。

高速隔离带光伏建设是一项有益的举措，既可以充分利用“废弃”的土地资源，又可以提供清洁能源，实现可持续发展的目标。

希望更多地区能够予以重视，推动光伏发电设施在高速公路隔离带上的普及，为城市的绿色发展贡献力量。

第二篇示例：高速公路隔离带是一片很好的光伏发电建设用地，它宽阔平坦，适合进行光伏板的铺设，而且不会影响到交通的正常运行。

通过在高速公路隔离带上建设光伏发电项目，不仅可以有效利用这些空地资源，还可以为当地提供清洁能源，减少对传统能源的过度依赖，降低环境污染。

高速隔离带光伏建设案例备受关注。

一般来说，高速隔离带上的光伏建设流程如下：相关部门会对隔离带的地形、地貌等情况进行评估，确定可行性。

然后进行规划设计，确定光伏板的布置方式和数量。

高速公路服务区光伏电站方案我国高速公路是全国物流以及客运的主要途径，在人们的日常生活中发挥着不可忽视的作用，并且随着近年来我国客流量的不断加大，使得我国高速公路的新增里程又有了增长，而在高速公路不断发展的过程中，服务区的建设也逐渐成为了人们关注的重点，因为在高速公路上修建服务区，不仅可以给通行人员提供服务，同时对高速公路上行驶的车辆安全，确保运输车辆的工作效率，缓解驾驶员的疲劳等等也有着非常重要的作用。

因此，服务区的修建与使用受到了越来越多的关注。

其中，对于高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏电是当前人们关注的焦点，所以今天将对其做更深入的讨论。

1、应用分布式太阳能光伏发电的原因首先就是为了积极响应我国节能减排的新型政策，充分展现出交通部门对保护环境这一号召的重视程度，进而有效推动可再生资源的健康发展，展现出绿色通行的理念，在高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏发电是使用绿色能源的一种重要体现。

其次，在高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏发电，还可以满足服务区运行的需要，也是当前集约化土地资源，提升我国土地面积经济输出价值的重要途径；同时还对能源结构的优化、确保能源的安全、生态环境的改善以及转变用能方法等等都有重要的意义，不仅能够大大降低企业的用能成本，还能节约资源，达到减排指标的目的。

因此，在在高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏发电成为了必然。

2、分布式光伏发电在高速公路服务区的应用2.1项目简介下面我们就京石高速公路整修扩建工程为例，讲述一下该高速公路上服务区发电、用电的情况：京石高速河北段里程为285km，其中可使用的服务区有14个，途经涿州、保定以及石家庄等地区。

而这些途经的地区平均日照的时间能够超过2000个小时。

为此，工作人员在服务区内通过安装的光伏逆变器，将光伏所发出的电力资源，直接转化成了电力提供给负载来使用，如果有不够的电力也会及时地通过市电来填补。

2.2设计安装标准2.2.1安全标准。

高速隔离带光伏建设案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高速公路是现代城市交通建设中不可或缺的一部分，为了满足日益增长的交通需求，我国首都北京正在大力推进高速公路建设。

为了更好地利用高速公路旁边的土地资源，提高土地利用效率，同时也为了推动清洁能源的发展，一些地方开始尝试在高速公路的隔离带上建设光伏发电项目。

今天我们就来详细介绍一下北京市某高速公路隔离带上的光伏建设案例。

一、项目背景该项目位于北京市某高速公路的隔离带上，总占地面积约200亩。

项目由当地政府主导，引入专业的光伏发电公司进行投资建设。

项目的建设旨在利用高速公路旁边的空地资源，实现土地资源的最大化利用，并推动清洁能源在城市交通建设中的应用。

二、项目规划1.项目建设规模：总装机容量为50MW，预计年发电量为6000万度，可实现年净利润2000万元。

2.项目建设方案：在高速公路的隔离带上铺设光伏组件，利用光伏发电技术将阳光转化为电能。

并通过逆变器将直流电转换为交流电，接入国家电网进行发电。

3.项目建设周期：预计项目建设周期为6个月，分为前期规划、中期设备采购和安装、后期调试和运维三个阶段。

4.项目运营维护：项目建成后，由专业的光伏发电公司进行运营管理，并定期进行设备检修及维护，确保光伏发电系统的安全稳定运行。

三、项目优势1.土地资源利用充分：利用高速公路隔离带上的空地资源，实现土地资源的最大化利用，提高土地利用效率。

2.清洁能源推广：项目的建设不仅可以提高城市的能源利用效率，减少对传统能源的依赖，并且为城市经济社会的可持续发展做出积极贡献。

3.经济效益显著：项目建成后可实现年净利润2000万元，为地方政府提供稳定的税收收入，同时也为投资方带来可观的经济回报。

四、项目挑战1.土地利用手续复杂：高速公路隔离带的土地使用权归属复杂，需要协调各相关部门的意见，办理土地使用手续。

2.设备采购及安装难度大：光伏发电设备需要进口，设备采购和安装难度大，需要有专业的技术团队进行指导。

新能源技术在高速公路基础设施中的应用近年来，随着社会发展和环境保护意识的日益增强，新能源技术在各个领域中得到广泛应用，特别是在高速公路基础设施中。

本文将探讨新能源技术在高速公路基础设施中的应用，并对其优势和挑战进行剖析。

一、太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统是一种利用太阳光能将光能转化为电能的技术。

在高速公路基础设施中，太阳能光伏发电系统可以用于路灯、信号灯以及收费站等设备的供电。

通过将光伏电池板安装在高速公路的路灯杆上或者设备附近，可以吸收太阳能并将其转换为电能供给相应设备，从而实现无污染的照明和供电效果。

太阳能光伏发电系统的应用带来了许多优势。

首先，它可以减少对传统能源的依赖，降低运营成本。

太阳能是一种取之不竭的能源，不仅可以提供持续稳定的电能，也无需支付电费。

其次，太阳能光伏发电系统是一种清洁能源，减少了对环境的污染，并且有助于减少温室气体的排放。

此外，太阳能光伏发电系统不受停电等传统电力供应不足的影响，提高了公路设施的可靠性和稳定性。

然而，太阳能光伏发电系统的应用也存在一些挑战。

首先，安装和维护成本较高。

虽然太阳能光伏发电系统自身的能源成本低，但其设备的购买和安装费用较高。

此外，随着时间的推移，光伏电池板的效率会逐渐降低，需要进行定期的维护和更换。

其次，太阳能的可利用性受到地理位置和天气条件的限制。

如果高速公路基础设施所在地区阳光不充足，或者经常遭受雨雪天气，太阳能光伏发电系统的效果可能会受到影响。

二、风能发电系统风能发电系统是一种利用风能将其转换为电能的技术。

在高速公路基础设施中，风能发电系统可以应用于收费站、电子告示牌和服务区等设施的供电。

通过在高速公路附近的开阔区域或者设施上安装风力涡轮机，可以利用风力发电，满足设施的电能需求。

风能发电系统的应用具有一定的优势。

首先，风能是一种可再生的能源，不会消耗任何化石燃料。

其次，风能发电系统在能源利用效率方面表现出色，能够充分利用风能转化为电能。

高速公路光伏电站方案-光伏云高速公路光伏电站方案-光伏云1. 方案概述光伏云是一种将光伏发电系统安装在高速公路上方的创新方案。

通过利用高速公路的空间，可以安装大面积的光伏板，将阳光直接转化为电能，供应给周边地区或高速公路自身使用，从而实现能源的自给自足和碳排放的减少。

2. 设计原理光伏云方案主要通过在高速公路上方搭建支架和安装光伏板来实现。

支架可以通过合适的设计和材料选择，保证光伏板的稳定和安全性。

光伏板将吸收阳光并将其转化为直流电能，再通过逆变器将直流电转化为交流电，供应给公路旁的电网或相关设施使用。

3. 设计考虑在设计光伏云方案时，需要考虑以下几个因素：- 光伏板的选用：选择高效率的光伏板，提高能源转化效率。

- 支架的设计：支架应具备稳定性和可靠性，能够承受风雨等自然条件的冲击。

- 光伏板的布局：光伏板的布局需要根据高速公路的宽度和长度进行合理安排，最大限度地利用太阳能资源。

- 安全考虑：光伏板应具备防火、防盗等安全功能，以保护公路和行车安全。

4. 优势和效益光伏云方案具有以下优势和效益：- 节省用地：利用高速公路上方的空间，不占用额外用地。

- 增加发电量：高速公路上方的面积较大，可以布置更多的光伏板，增加发电量。

- 提供清洁能源：光伏云发电是一种清洁能源，可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放。

- 增加景观价值：光伏云在高速公路上形成独特的景观，增加了公路的美观性和科技感。

5. 实施难点光伏云方案的实施可能会面临以下难点：- 技术难题：光伏云的制作和安装涉及到结构设计、电气工程等多个领域的知识，需要专业团队的协作。

- 运维难题：光伏云需要定期检测和维护，以保证其正常运行，需要有专业的运维人员进行管理。

- 成本问题：光伏云方案在初期投资较大，需要权衡投资与收益之间的关系。

总之，光伏云是一种创新的高速公路光伏电站方案，通过充分利用高速公路上方的空间，实现光伏发电，为周边地区提供清洁能源，并减少对传统能源的依赖。

交通领域分布式可再生能源应用典型案例分布式可再生能源（Distributed Renewable Energy）是指将可再生能源的发电设备分布在能源使用地点附近的能源系统，以满足当地的能源需求。

在交通领域，分布式可再生能源的应用可以实现交通工具的独立供能，提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖，同时减少对环境的污染。

下面列举了10个典型案例。

1. 太阳能充电桩：在城市中设置太阳能充电桩，利用太阳能发电为电动汽车提供充电服务。

这种分布式能源系统可以减少对传统电网的依赖，同时降低电动汽车的运营成本。

2. 风力发电汽车充电站：在风力资源丰富的地区建设风力发电汽车充电站，利用风能发电为电动汽车充电。

这种系统可以在风能高峰期为电动汽车提供稳定的充电服务。

3. 生物质能公交车：将生物质能源应用于公交车的燃料系统，通过生物质能源发电为电动公交车提供动力。

这种系统可以减少对传统石油燃料的依赖，同时降低交通工具的碳排放。

4. 水能发电渡轮：利用水流或海浪的动能发电为渡轮提供动力。

这种系统可以通过海洋能源的利用减少渡轮的碳排放，同时提高船只的独立供能能力。

5. 生物质能航空燃料：利用生物质能源生产航空燃料，替代传统的石油燃料。

这种分布式能源系统可以减少航空业的碳排放，降低对有限石油资源的依赖。

6. 太阳能动力船：将太阳能电池板应用于船只的动力系统，通过太阳能发电为船只提供动力。

这种分布式能源系统可以减少船只的碳排放，提高船只的独立供能能力。

7. 生物质能自行车：利用生物质能源发电为电动自行车提供动力。

这种系统可以减少对传统电网的依赖，同时降低自行车的运营成本。

8. 风能发电地铁站：在地铁站周围设置风力发电设备，利用风能发电为地铁站提供电力。

这种分布式能源系统可以减少对传统电网的依赖，同时提高地铁站的独立供能能力。

9. 太阳能充电站：在高速公路休息站等交通枢纽设置太阳能充电站，利用太阳能发电为电动汽车、电动自行车等提供充电服务。

高速公路收费站及服务区太阳能光伏集中供电应用与技术经济分析摘要：本文以高速公路收费站及服务区集中式市电互补太阳能路灯及雨棚灯供电系统实际工程为案例，提出一种新型太阳能光伏发电系统与市电互相切换供电系统应用及与常规电力供电系统运行成本分析，通过此系统与常规电力供电系统运行成本分析，计算出集中式市电互补太阳能路灯及雨棚灯供电系统投资回收期及系统实际应用效益，为该系统实际大面积应用提供可靠的依据。

关键词：集中式市电互补；太阳能光伏照明系统，系统配置；运行成本分析；投资回收期；一、前言面对人类的可持续发展，从现有常规能源向清洁、可再生新能源过渡已提到议事上来了；因为新能源是依托高新技术的发展，开辟持久可再生能源的道路，以满足人类不断增长的能源需求，并保护地球的洁净；太阳能光伏发电是国际上公认并倡导的绿色发电方式，由于其既不需要燃料，也不存在烟尘和灰渣，不污染环境，不会产生二氧化碳，对大气不存在任何影响，非常清洁。

具有性能稳定，安全可靠，维护费用低，无安全隐患等特点。

二、太阳能光伏照明系统原理及特点1、系统原理太阳能光伏发电是国际上公认并倡导的绿色发电方式，它具有节约能源、减少污染的特点。

太阳能电池组件把太阳能转化为电能，经过大功率二极管及控制系统给蓄电池充电。

充电到一定程度时，控制器内的自保系统动作，切断充电电源。

晚间，太阳能电池组件充当了光电控制器，启动控制器，蓄电池给照明灯供电，点燃照明灯；凌晨，太阳能电池组件又充当了光电控制器，启动控制器，切断照明灯电源，重新开始进行转化太阳能为电能的工作。

在太阳能路灯点亮时，还能够根据设置进行调光。

2、系统特点①太阳能独立电站系统使用寿命25年；②全封闭免维护铅酸蓄电池500AH/2V，寿命5年以上；③太阳能电池组件：单/多晶硅太阳能电池组件效率15％以上，功率110W，寿命25年以上；④控制系统：采用均衡维护充电，大电流快速充电，涓流巩固充电方式进行充电，其中充电过程采用PWM调制方式，具备延长蓄电池寿命的负脉冲缓冲充电过程，使用寿命达到10年以上；⑤使用温度：摄氏-40至50度，具有低温工作功能；⑥照明时间：每天工作14小时，可连续工作3个阴雨天；⑦功耗低：LED灯具功耗是一般高压钠灯的50-60%左右，具有显著的节能效果；⑧显色指数高：LED灯具色温3000-7000K可选，显色指数80以上，LED 灯具发出的光线更接近自然光，对颜色的显现更真实、鲜艳、辨识性强。

光伏+高速开发模式及合规要点解析一、“光伏+高速公路”的背景本文所述“光伏+高速公路”模式，一般指利用高速公路沿线的边坡、加油站、服务区、隧道隔离带、停车场遮阳棚、互通立交和匝道中的闲置土地等土地资源布置太阳能光伏组件，实现光伏发电、储能，为高速公路的运行、新能源汽车提供用能保障，并网模式一般为“自发自用，余电上网”。

“光伏+高速公路”的模式并不属于新的光伏的应用模式。

2011年，意大利建设了世界上第一条使用太阳能发电的高速公路，2014年，我国陕西高速集团在十天高速公路汉中段建设了茶条岭隧道光伏发电系统。

“光伏＋高速公路”相较其他分布式光伏的优势在于，一是原则上不新增建设用地，光伏设施大部分布设在高速公路用地范围内，并且还解决了部分土地资源闲置的问题；二是施工便捷，光伏设施沿公路沿线布设，材料运输、建设施工均能有效保障，无需新建施工便道、场地平整等，很多大型施工企业可以做到光伏设施施工与道路同时进行；三是管理成本相对较低，光伏设施运维管理可与高速公路日常运营管理一并统筹，仅需增加少量专业技术人员。

四是其所发电能供高速公路运营所需，可及时就地消纳，比如隧道用电、充电桩、光伏智慧梁厂、施工用电等多种消纳场景。

以江苏、山东和四川三省为例，江苏省目前已建成公路分布式光伏电站54个，全省累计并网交通光伏装机24兆瓦，实现了连徐、沿海、宁宿徐等沿线服务区和收费站清洁能源全覆盖。

山东省目前已在44对服务区、1个办公区和1段高速公路边坡建设了光伏项目，容量总计11.6兆瓦，年发电量约972万度[2]。

2022年8月，蜀道集团投资建设的攀（枝花）大（理）高速公路四川境内段“交通全场景友好型”分布式光储项目全线并网运行。

该项目装机容量2兆瓦，预计年均发电量285万度，解决了弃土场利用及房屋防水隔热等问题，做到不影响高速公路边坡结构和交通安全，实现新能源与道路交通的友好适配。

二、政策支持方面（一）国家层面在我国提出双碳战略后，我国各部门对光伏与交通融合发展，发布了以下政策：2022年1月4日，国家能源局等五部门联合印发《智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》，其中的主要任务包括助力“智能光伏交通”在内的各领域碳达峰、碳中和，加快“光伏+交通”等融合发展项目推广应用，推动交通领域光伏电站及充电桩示范建设。

太阳能光伏高速公路文献汇总转载1 ：太阳能（高速）公路综述沈恂达一、问题的提出在2014年3月的全国两会上，全国政协委员、通威集团董事局主席刘汉元先生提出了结合国内现有高速路网资源状况，参考国外已有的经验和做法，充分利用国内存量高速网，将其作为太阳能光伏发电的新型、有效载体，实现光伏发电、交通运输、节能减排、安全行驶、道路养护、耕地保护六者的高效整合与最佳统一的方案[1]。

刘委员提出的建议就是建设所谓的“太阳能高速公路”。

在此前，广东工贸职业技术学院的欧英雷先生在2012年也提出了“利用高速公路实现太阳能光伏发电的构想”[2]。

其实，世界上第一个提出“太阳能（高速）公路”概念的是美国爱荷达州的一对夫妇——电子工程师斯科特·布鲁索（Scott Brushaw）和心理治疗师朱莉（Julie）。

2006年，布鲁索夫妇首先提出“太阳能公路”的概念和梦想，并进行了一系列的研究、试验工作，取得了卓有成效的阶段性成果。

此后，美国、荷兰、意大利、英国、德国以及比利时等国也先后就此进行了研究、探索和试验。

2011年，世界上第一条太阳能高速公路（A18公路）在意大利建成，并向公众开放。

“太阳能高速公路”是一个全新的概念，是太阳能应用创新的大胆设想。

研究和试验表明，这种太阳能高速公路的优点很多，节能、环保、智能、安全、分散，也可以节省大量的土地，其最终的、最直接的结果就是可以逐渐让人们不再那么依赖煤和石油等矿物燃料。

虽然目前太阳能高速公路的建设刚刚起步，并且还存在不少问题和困难，尤其是路面材料和造价。

但毕竟这是一个伟大的创意和梦想！任何一位开拓者都认为：历史上没有一蹴而就的发明，发明首先需要想象。

二、太阳能高速公路的含义1、含义所谓太阳能高速公路是指：利用高速公路的路面、沿线设施以及周边的环境实现太阳能光伏发电，并为公路设施本身和沿线居民供电。

它大致可以分为：路面光伏发电系统和沿线设施光伏发电系统两大类。

1）路面光伏发电系统（见图1 ）路面光伏发电系统顾名思义是指：利用高速公路路面作为载体实现光伏发电的系统，通常称为“太阳能高速公路公路”或“太阳能公路”，它的基本结构由三层组成（见图2）：最下层：为基础层或承载层，用来隔绝土壤的湿气，避免其影响到上层太阳能光伏组件的正常工作；中间层：为太阳能光伏电池层，用来产生电能；最上层：为透明的保护层，保护内部的太阳能光伏组件，同时也让太阳光透过；也要承载路面上各种载荷的正常通过，即要满足作为路面的所有一切条件，如坚硬度、粗糙度和摩擦力等。

光伏发电技术在高速公路隧道的应用摘要：在隧道施工中，照明、通风等设备所需的电力占了很大比例，隧道入口照明的照明功率约为70%~80%，照明总量为40%~50%。

在隧道洞口减光棚内加装光伏发电装置，既可以实现洞口光转换，又能充分利用太阳能，与市电并网，共同为照明负载提供电力，从而有效地减少电力消耗。

关键词：光伏发电技术；高速公路；应用1光伏发电系统光伏发电通常包括光伏阵列、直流汇流柜、保护装置、储能装置和最大功率追踪装置。

光伏阵列是最基本的一步，它将太阳能转换成电能，然后按照实际的电压和电流要求，将其串联起来。

最大功率跟踪器可以确保在任何时间内保持最大功率输出。

能量存储设备的作用是调节和控制太阳能电池的能量。

结合光伏发电输出、日照强度、加强段照明需求三个方面的相互关系，并选取了照明加强对光伏发电的消纳。

另外，由于太阳能光伏发电的功率较低，所以在运行过程中，安装最大功率点追踪设备的投资和运行维护费用要远远高于其带来的收益。

DC变流机的输出电压应该与骨干配电系统750 V相等，所以它以20个电池组串联连接，单路输出功率达到8.4 kWp。

为了满足提高83 KW的照明负荷要求，直流母线将12个太阳能电池串联起来，并安装相应的防雷器，然后将其输出至 DC转换柜，再将其纳入高速公路直流配电网络。

2公路光伏监控系统的组成2.1太阳能电池技术随着技术的发展，我们对太阳能电池的结构也进行了很多的改造，最初的硅光电池因为长期的使用而出现了大量的损耗，再加上成本太高，根本无法满足国内的大规模生产，所以很快就被淘汰了。

在此基础上，技术人员展开了一轮新的研究，对各种新的材料进行了试验，并提出了二代太阳能电池的概念。

最近几年，随着技术革新，太阳能电池逐渐向薄膜、二次晶硅等方向发展，与前面两代相比，这一新的太阳能电池在光能转化方面表现出了显著的优势，同时也能保证电力的稳定。

2.2光伏控制器光电控制系统的功能包括：光电转换，蓄电池充放电保护与温度补偿，电源管理，脉冲节能供电，LED驱动技术，系统软件和 LCD显示。

交通领域分布式可再生能源应用典型案例分布式可再生能源在交通领域的应用典型案例如下：1. 电动汽车充电站：分布式可再生能源可以用于建设电动汽车充电站，通过利用太阳能、风能等可再生能源，为电动汽车提供充电服务。

这样不仅减少了对传统能源的依赖，还减少了汽车尾气排放对环境的污染。

2. 电动公交车充电桩：城市中的公交车充电桩也可以采用分布式可再生能源，如太阳能光伏板、风力发电等。

这样一来，公交车可以在停靠站点进行快速充电，减少对传统能源的消耗，降低公交车运营成本。

3. 分布式光伏发电系统：在交通枢纽、高速公路、桥梁等公共设施上安装分布式光伏发电系统，通过光伏板将太阳能转化为电能，供给附近的照明、监控、信号灯等设备使用。

这样可以节约能源，减少对传统电网的依赖。

4. 风力发电供电系统：在高速公路、铁路线路旁边设置风力发电设备，通过风力发电将风能转化为电能，为附近的交通设施提供电力供应，如照明、监控、充电桩等。

这样可以实现交通设施的绿色供电，减少对传统能源的消耗。

5. 分布式生物质能源发电系统：利用城市垃圾、农业废弃物等生物质资源，建设分布式生物质能源发电系统，为交通设施提供可再生能源供应。

这样不仅可以有效利用废弃物资源，还可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染。

6. 地热能供暖系统：在地铁站、公交站等交通场所采用地热能供暖系统，通过地下的地热能源为室内提供供暖。

这样可以减少对传统能源的消耗，提高供暖效率，同时降低温室气体排放。

7. 轨道交通太阳能供电系统：在城市轨道交通线路旁边设置太阳能光伏板，通过光伏发电为轨道交通供电。

这样可以减少对传统能源的依赖，降低运营成本，同时减少温室气体排放。

8. 分布式水能发电系统：在河流、湖泊等水域附近建设分布式水能发电系统，通过水力发电将水能转化为电能，为交通设施提供电力供应。

这样可以利用水能资源，减少对传统能源的消耗，实现绿色供电。

9. 分布式地磁能发电系统：在交通设施附近设置地磁能发电系统，通过地磁能发电装置将地磁能转化为电能，为设施提供电力供应。

高速公路光伏发电站技术方案引言随着全球对可再生能源的需求越来越高，光伏发电技术成为一种备受关注的清洁能源解决方案。

在中国，高速公路作为城市之间交通流动的重要组成部分，利用高速公路建设光伏发电站成为一种创新的方式来发挥绿色能源的优势。

本文将探讨高速公路光伏发电站的技术方案。

1. 设计原则在设计高速公路光伏发电站的技术方案时，需要考虑以下几个原则：•充分利用现有资源：高速公路通常占地较大，光伏发电站的建设应充分利用这些现有资源，减少土地占用。

•安全性：高速公路作为交通干道，发电站建设需要确保不会对行车安全造成影响。

•高效性：光伏发电站需要具备高能量转换效率，以最大化电能产量。

•良好的工程实施性：光伏发电站的建设需要考虑到工程实施的便利性，以避免给现有交通运输造成过多的干扰。

2. 技术方案在满足设计原则的基础上，我们提出以下技术方案：2.1. 光伏发电板安装高速公路的路面通常由沥青或混凝土铺就，这给光伏发电板的安装提供了便利。

可以在路面上安装较厚的光伏发电板，这样不仅可以利用大面积的光照，还可以为交通运输提供较好的行车体验。

同时，光伏发电板的安装应保证光伏发电站的输出不会受到车辆负载的影响。

2.2. 电力接入与储存由于高速公路光伏发电站的电能产量会随着太阳辐射的强度变化而变化，因此需要考虑对电能进行储存。

可以设置电能储存设备，如电池组，将白天产生的多余电能存储，以供夜间或低辐射时段使用。

此外，还需要设计合理的电力接入系统，将发电站产生的电能接入到高速公路的供电系统中。

2.3. 安全措施高速公路光伏发电站的建设中需要考虑交通运输的安全。

可以在发电站附近设置围栏来限制交通人员进入发电站区域，减少安全风险。

同时，对于光伏发电板的安装，需要确保其表面具备良好的抗滑性能，以防止车辆因为路面光滑而发生意外。

2.4. 运维与管理高速公路光伏发电站需要运行与维护人员进行定期检查和维修。

需要建立高效的运维管理机制，确保发电站的正常运行。

高速公路隧道分布式光伏与直流照明系统研究
徐骏恒
【期刊名称】《光源与照明》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】目前,交通领域分布式光伏主要应用在收费站、服务区等场景,在公路隧道场景中,由于隧道照明用电量较大,主要通过分布式光伏系统为隧道照明提供电能,达到电能的自产自消。

文章以分布式光伏与直流照明系统为切入点,对光伏系统提高
发电效率及保持系统稳定方面采用的重要技术进行说明,对应用于直流照明系统的
载波调光控制进行研究,并探讨了隧道分布式光伏与直流照明系统的综合应用情况。

研究表明分布式光伏与直流照明系统可应用于隧道,隧道应用此系统能够有效降低
能耗,减少运营成本。

【总页数】4页(P128-131)
【作者】徐骏恒
【作者单位】广西交通设计集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM615;TM923
【相关文献】
1.公路隧道智能光伏照明技术在叶子坳隧道中的应用
2.公路隧道智能光伏照明技术在叶子坳隧道中的应用
3.智能光伏照明技术在盘兴高速公路隧道中的应用分析
4.
基于分布式光伏发电的公路隧道智能照明系统\r在大坳隧道中的应用研究5.基于公共直流母线的光伏照明控制系统研究
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