伴隨綠色發(fā)展大潮，與光伏有關(guān)的一切都迎來重大機(jī)遇。
一直不斷創(chuàng)新的“光伏+”，從鐵塔、基站、油田、高原，到高鐵、機(jī)場、高速服務(wù)區(qū)、高速公路、停車場、光伏車棚、光伏加油站、光伏油船等，隨著場景的不斷擴(kuò)展，開啟了越來越多的光伏可能性。
“光伏+交通”的場景特征
交通，作為人們生活的基本需求，也成為光伏的載體，相繼走進(jìn)人們的視野。隨著光伏發(fā)電應(yīng)用模式的越來越多樣化，各種“光伏+交通”項目已經(jīng)屢見不鮮。
光伏+高速公路
2022年10月，山東發(fā)布國內(nèi)首個《高速公路邊坡光伏發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范》，讓“光伏+高速公路”模式再火了一把！該實驗項目應(yīng)用了一道新能的輕質(zhì)化柔性組件與大跨距柔性高支架系統(tǒng)解決方案，在保障相關(guān)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性與可靠性的同時，也降低了高速公路這一特殊場景下發(fā)生交通事故后的二次傷害風(fēng)險。
項目總里程2290米，裝機(jī)容量2.01兆瓦，預(yù)計年均發(fā)電量201萬千瓦時，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤603噸。
光伏+地鐵
2021年8月18日，深圳地鐵6號線開通，起于科學(xué)館，終至松崗，全長共49千米，共設(shè)20座車站，65%為高架車站。12座高架車站采用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，其中鳳凰城站為特殊景觀站，車站鄰近光明文化藝術(shù)中心、開明公園 、新城公園。
誰曾想在上海地鐵的車庫屋頂竟然鋪滿了太陽能板，總面積達(dá)5萬平方米，相當(dāng)于五六個足球場大小，共安裝了近1.3萬個280瓦組件，可源源不斷為地鐵列車提供綠色清潔電能。據(jù)統(tǒng)計，這個光伏電站2019年底并網(wǎng)發(fā)電，一年的發(fā)電量，大約可供8節(jié)編組的一輛2號線列車跑20萬公里，相當(dāng)于行駛1560多個來回。
光伏+高鐵
橢圓形的屋蓋輪廓，一塊塊光伏組件覆蓋其上，宛如粼粼波光……在京雄城際鐵路雄安站，光伏屋頂收集的能源能夠有效節(jié)約30%的電能。
雄安高鐵站總建筑面積高達(dá)47.52萬平方米，相當(dāng)于66個足球場，建成之后將成為亞洲最大高鐵站。車站房屋面建設(shè)光伏項目，共鋪設(shè)4.2萬平方米光伏建材，總裝機(jī)容量6兆瓦，年均發(fā)電量580萬千瓦時，自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，為雄安高鐵站的公共設(shè)施帶來清潔電力。
光伏+飛機(jī)場
北京大興國際機(jī)場于2019年9月正式投運，是20年內(nèi)全球范圍規(guī)劃新建設(shè)的最大機(jī)場之一。作為全球屈指可數(shù)的超大型航空綜合交通樞紐，是目前全國運用可再生能源比例最高的機(jī)場，被譽(yù)為“綠色新國門”。機(jī)場停車樓屋頂采用領(lǐng)先的薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)，鋪設(shè)2萬塊光伏薄膜組件，每年可節(jié)省約300萬度電量。根據(jù)規(guī)劃，大興國際機(jī)場內(nèi)充電配套設(shè)施覆蓋率100%，為全球機(jī)場“油改電”進(jìn)程拉開序幕。
大興國際機(jī)場在機(jī)場貨運區(qū)、東跑道、公務(wù)機(jī)區(qū)三塊區(qū)域建設(shè)了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，建設(shè)規(guī)模5.61MW，年均發(fā)電量達(dá)到610萬度。位于機(jī)場北一跑道南側(cè)區(qū)域及其貨運區(qū)啟動了屋頂分布式光伏發(fā)電項目，這個項目全部采用的是一種新型鑄錠單晶光伏組件，這使北京大興國際機(jī)場擁有了全球距離跑道最近、國內(nèi)首個飛行區(qū)跑道旁鋪設(shè)的光伏系統(tǒng)。
光伏+港口碼頭
太平港儲煤棚頂分布式光伏發(fā)電項目為國家推廣的新能源項目，光伏組件陣列于光伏支架上，鋪設(shè)于港口一期堆場封閉車間的房頂。該項目預(yù)計每年發(fā)電30萬度，全生命周期可實現(xiàn)二氧化碳減排量6500噸，相當(dāng)于每年為港口節(jié)約煤炭使用量120噸，減少二氧化碳排放260噸、二氧化硫排放110噸，具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效應(yīng)。
此外，北海鐵山港碼頭作業(yè)區(qū)、廈門港、青島港等相繼建設(shè)分布式光伏電站，光伏+港口”模式將有效提高綠色電力利用率，降低用電成本，以清潔能源助力節(jié)能減排。
光伏+油船
中石化首次在加油船上進(jìn)行光伏發(fā)電，加油船項目位于佛山市南海區(qū)小塘，鋪設(shè)在屋頂表層的組件為建筑物增加了一層隔熱層，室內(nèi)溫度可降低5至6度，有效降低空調(diào)負(fù)荷約20%，大大的降低了能耗成本。
光伏+汽車
1）太陽能房車
太陽能車頂組件在光照情況下產(chǎn)生電能,通過控制器儲存于車載蓄電池中，控制器具有過充、防反充等保護(hù)功能，可延長蓄電池的使用壽命。
車內(nèi)用電器分為直流和交流兩種負(fù)載,直流負(fù)載例如頂燈、冰箱、DVD等，通過控制器接于12V蓄電池上，交流負(fù)載例如液晶電視、抽油煙機(jī)等, 通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電后供其使用，房車組件采用英利自產(chǎn)高效熊貓單晶太陽能電池片，是一款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的曲面組件。
2）高爾夫球車
通用型高爾夫球車光伏組件采用輻射固化技術(shù)制作，使用雙曲面劃片工藝，保證發(fā)電量的同時增加美觀度。此模式是將組件安裝于球車頂部，利用其光伏發(fā)電為高爾夫球車蓄電池補(bǔ)充動力，增長行駛時間。
3）光伏能環(huán)保汽車
將異型光伏電池組件安裝于汽車車頂使用，可隨時隨地接受太陽光將其轉(zhuǎn)換為電能,為汽車用電設(shè)備提供電力補(bǔ)充，以達(dá)到降低發(fā)動機(jī)發(fā)電負(fù)載、油耗，提高發(fā)動機(jī)使用效率的節(jié)能效果。
經(jīng)過測試，在華北地區(qū)每天平均日照3.3小時、汽車正常行駛平均油耗4.5升/百公里的情況下，采用上述工作方式，該款車可達(dá)到平均節(jié)油6%的效果。
光伏+車棚/停車場
光伏車棚是一種與建筑相結(jié)合最為簡易可行的方式，光伏融入到車棚、走廊等設(shè)施中，再配以充電樁等設(shè)施，既可以提高城市空間綜合利用率，又能最大化的方便市民出行。光伏車棚具備遮陽擋雨、吸熱性好，還可實現(xiàn)光（儲）充一體，為新能源汽車、電瓶車提供清潔能源，在工業(yè)園區(qū)、商業(yè)區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校等有著越來越廣泛的應(yīng)用。
光伏組件可以靈活安裝在車棚之上、也可以作為結(jié)構(gòu)的光伏車棚，利用原有墻體結(jié)構(gòu)，還可成為移動光伏車棚。
光伏+充電樁
在新能源汽車飛速發(fā)展的時代，充電樁的需求大量釋放，光伏公路與充電樁相結(jié)合起來，或?qū)⒔o新能源汽車和光伏發(fā)電的發(fā)展帶來新機(jī)遇。
得益于與太陽能光伏的結(jié)合，充電樁具備快速充電、最大利用太陽能充電、基于預(yù)期充電三種充電模式。
快速充電模式：當(dāng)急需用車時，可以選擇此模式，在不影響其他家用電器負(fù)載用電情況下，光伏充電樁會以最大可利用功率進(jìn)行充電。
最大利用太陽能充電模式：當(dāng)具備充足的時間時，該充電模式下會最大限度利用光伏電站的太陽能為你的電動汽車進(jìn)行充電，即是最經(jīng)濟(jì)、也是二氧化碳中性的充電方式，真正實現(xiàn)電動汽車行駛的零排放。
“光伏+交通”的市場前景
對于光伏+交通而言，其目前擁有的廣闊市場優(yōu)勢，或許是其保持旺盛生命力的底氣所在。由于一般城市軌道交通配置有大面積停車場、車輛段、地面及高架車站、高架區(qū)間、地面出入口等，具有應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣闊空間。
此外，因“光伏+交通”具有非常強(qiáng)的場景嵌入能力，能夠依托閑置土地、屋頂、建筑立面、斜坡等發(fā)揮功用，生產(chǎn)陽光綠電，可謂“不占資源，創(chuàng)造資源”。光伏應(yīng)用的這一特性，在“光伏+交通”領(lǐng)域同樣得到了體現(xiàn)，一旦“光伏+交通”模式被大面積推廣應(yīng)用，將會成為光伏行業(yè)新的應(yīng)用增長藍(lán)海。
另一個讓光伏+交通在能源的舞臺上信心十足的優(yōu)勢是堅定不移地跟隨著新能源發(fā)展方向。交通運輸領(lǐng)域是節(jié)能減碳的主要戰(zhàn)場之一。在2030年前碳達(dá)峰政策背景下，交通運輸領(lǐng)域大力發(fā)展綠色交通，節(jié)能減碳潛力將得到充分挖掘與釋放，以光伏為代表的清潔能源將成為綠色交通建設(shè)和交通領(lǐng)域碳達(dá)峰的重要選擇，與交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新型動能供給等充分結(jié)合的“光伏+交通”應(yīng)用模式，正在釋放海量發(fā)展空間，市場規(guī)模將達(dá)千億級。
因此光伏車棚、光伏公路、光伏加油站、光伏油船等一眾成為綠色交通體系建設(shè)中的獨特景觀。也無疑按下了“光伏+交通”的政策加速鍵。
“光伏+交通”的政策支持
作為主要“碳源”之一，交通運輸排放占我國碳排放總量約10.4%，交通運輸行業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展意義重大。近幾年來，光伏與交通領(lǐng)域的融合發(fā)展政策上得到了從中央到地方，自上而下的鼎力支持，相繼出臺了一系列政策大力支持光伏高速公路建設(shè)。
2022年1月5日工信部等五部門聯(lián)合印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》，其中的主要任務(wù)包括助力“智能光伏交通”在內(nèi)的各領(lǐng)域碳達(dá)峰、碳中和。加快“光伏+交通”等融合發(fā)展項目推廣應(yīng)用，推動交通領(lǐng)域光伏電站及充電樁示范建設(shè)；
2022年1月18日國務(wù)院印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》，鼓勵交通樞紐場站、公路、鐵路等沿線合理布局光伏發(fā)電。
2022年4月8日交通運輸部、科學(xué)技術(shù)部2個部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，提出提升交通裝備安全智能綠色技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化水平，創(chuàng)建自主式交通系統(tǒng)技術(shù)體系，提出了突破智能綠色載運裝備技術(shù)、專用作業(yè)保障裝備技術(shù)、新型載運工具技術(shù)等方面；
2022年5月20日交通運輸部印發(fā)《扎實推動“十四五”規(guī)劃交通運輸重大工程項目實施工作方案的通知》，要求在高速公路、港口碼頭等建成一批分布式新能源+儲能+微電網(wǎng)項目；
2022年6月27日《交通運輸業(yè)紓困解難工作視頻推進(jìn)會》在京召開，提出加快建設(shè)綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施，因地制宜推進(jìn)公路沿線、服務(wù)區(qū)等區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設(shè)施，光伏+交通融合有望提速；
國家一直不遺余力的給予支持，各地方政府也紛紛響應(yīng)。山東省人民政府印發(fā)《高速公路邊坡光伏發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范》成為全國首個“高速公路+光伏”的標(biāo)準(zhǔn)。
另外，浙江、江蘇、寧夏、內(nèi)蒙古、深圳、佛山、杭州等在內(nèi)的多個省市紛紛發(fā)文支持“光伏+交通”發(fā)展。部分省市明確規(guī)定鼓勵在高速公路服務(wù)區(qū)、港口碼頭、樞紐場站、服務(wù)區(qū)、加油站、公路沿線等多個交通場景建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)。
“光伏+交通”的技術(shù)創(chuàng)新
拋開其他諸多優(yōu)勢，與傳統(tǒng)路面相比，其不僅要滿足道路本身的所有功能要求，還要兼顧發(fā)電效能的要求，而發(fā)電效能的影響因素比較復(fù)雜。光伏交通的限制性因素仍然存在，技術(shù)創(chuàng)新成為行業(yè)逐鹿的新戰(zhàn)場。
光伏公路的應(yīng)用弊端
比如對于光伏公路而言，路用性能是光伏路面技術(shù)的關(guān)鍵要求之一。目前來看，光伏公路技術(shù)距離大規(guī)模應(yīng)用還面臨很多挑戰(zhàn)，主要包括新材料、新結(jié)構(gòu)路面的路用性能問題、光伏發(fā)電效率問題、行駛中充電的效能問題等。
新材料路面的強(qiáng)度問題，熱脹冷縮引起的路面翹曲、路面材料低溫開裂、材料紫外老化等問題，路面復(fù)雜結(jié)構(gòu)對施工工藝要求極高的問題，組件使用壽命、防水、防腐蝕、耐久、變形、光線不佳情況下的發(fā)電效率問題，光伏模塊的故障率問題，穩(wěn)定供電問題，太陽能電池板本身的能量轉(zhuǎn)化效率不高的問題，復(fù)雜的光伏發(fā)電電勢調(diào)節(jié)問題，電磁共振線圈龐大、感應(yīng)傳輸功率低的問題等，光伏路面結(jié)構(gòu)和材料只有滿足路用性能才有可能投入規(guī)?；瘜嵤├?。
軌道交通落地難
“光伏鐵路”仍給光伏從業(yè)者留下了一連串的疑問：光伏電池板如何能融入鐵軌？發(fā)電消納、成本問題如何解決？
火車在快速行駛過程中，會產(chǎn)生巨大的壓力與沖擊力，需要有一些抗震性能非常好的組件產(chǎn)品；
光伏鐵路的另一個問題在于鐵路線路長，單個光伏面板面積小，并網(wǎng)的耗損會比較大。光伏電站的輸出電能，需要考慮很多的因素，如溫度、灰塵和污染、遮擋、組件朝向和傾角、逆變器效率、線纜損耗等，鐵路光伏也是如此；
成本是另一個需要面對的難題，“枕木都是非常窄的條狀，鋪設(shè)光伏板，還要把電儲存起來，在線路并網(wǎng)這一步會比較繁瑣，是需要花點功夫才能把成本降下來的。
儲能交通的技術(shù)制約
作為新能源汽車的核心部件，動力電池儲能不但可以利用清潔的可再生能源為車輛提供動力，還將為電力系統(tǒng)提供巨大的儲能潛力。電動汽車儲能將主要作為電力系統(tǒng)的“填谷”手段，以減緩交通部門對石油需求的增長速度。
隨著動力電池性能的提高，V2G和分布式可再生能源發(fā)電等智能電網(wǎng)技術(shù)不斷成熟，電動汽車將逐漸釋放其儲能潛力，成為未來靈活電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。目前我國電動汽車儲能的發(fā)展還受到多方因素的制約。除繼續(xù)動力電池研發(fā)投入之外，相關(guān)主管部門需要在產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、與可再生能源發(fā)電的銜接、基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)運營模式和市場培育等環(huán)節(jié)加大扶持力度。
目前我國電動汽車儲能的發(fā)展還受到多方因素的制約。動力電池研發(fā)投入成為必不可少的一環(huán)。
構(gòu)筑技術(shù)“護(hù)城河”
當(dāng)前光伏企業(yè)若想深挖“光伏+交通”等各種“光伏+”應(yīng)用場景，其中一條必走的路便是堅持核心技術(shù)攻關(guān)、構(gòu)筑技術(shù)“護(hù)城河”，國務(wù)院參事室金融研究中心研究員何杰則認(rèn)為，新興產(chǎn)業(yè)的崛起必定伴隨著多技術(shù)路線的試錯。但對于實現(xiàn)應(yīng)用探索方面的突破，發(fā)展只不過是時間問題。
最后
曾任國家發(fā)改委副主任、國家能源局局長的張國寶，形容光伏+行業(yè)為“一個草根產(chǎn)業(yè)在中國崛起”。
隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展，兩者之間的融合成為趨勢，高速公路“秒變”發(fā)電站，“光伏+交通”進(jìn)入發(fā)展期。
原標(biāo)題：進(jìn)入持續(xù)發(fā)展期的“光伏+交通” 系列
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