应用于光伏道路的透光混凝土适用性

为研究以废旧钢化玻璃为集料、环氧树脂为胶结料的透光混凝土在光伏道路路面层结构中应用的可行性,首先通过层间剪切试验与拉拔试验确定透光混凝土层与水泥混凝土层的层间黏结状况;其次,成型不同厚度的透光混凝土试件进行透光率试验,探究不同厚度对面层结构透光率的影响;最后,对设计的光伏发电结构进行实际发电量测试,验证其实际应用价值并通过拟合方程确定最佳发电效率和负载。结果表明:水泥混凝土层养护7 d后再进行透光混凝土面层的制备,可以达到普通沥青混凝土路面层间黏结的效果,黏结特性符合规范要求,且水泥混凝土层养护7 d后的拉拔强度和抗剪强度较养护3 d的增长率分别为32.8%和28.2%;透光混凝土面层透光率与其厚度呈现负相关,并可根据拟合公式反算目标透光率得到所需透光混凝土面层的厚度;结合1 d中西安市太阳光辐射照度情况,确定了薄膜太阳能电池板的最佳负载为30Ω,并测得每天可产生的电量为0.203 kW·h/m^(2),经性能优化后可进行路用实践。上述研究结果验证了透光混凝土在光伏道路中具有良好的层间黏结特性及可观的发电量,可为透光混凝土在光伏道路上的多场景应用提供科学依据和理论支撑。

基于光伏发电的道路能量收集技术研究进展

道路能量收集是在不消耗额外自然资源的情况下实现发电的一种极具发展前景的可再生能源供应技术,其可以将原本会被耗散和浪费的路域能量进行收集并转化为可用的电能,已然成为当今道路、材料、能源和环境等领域的研究热点。其中,光伏发电技术因绿色高效、成本低而应用广泛,故开发基于光伏发电的道路能量收集技术可有效促进智慧交通的发展及实现“碳达峰”和“碳中和”的目标。目前,光伏发电技术及其光电转换效率日益提高,但在工程实际应用中,光伏系统的输出功率易受各种环境因素的影响而有待提升。道路工程中光伏发电技术的研究与应用主要集中在路侧、路面及其上方空间,应用区域包括声屏障、边坡、路面、廊道及停车棚等。道路光伏发电技术实现了光伏发电系统与道路工程有机结合的一体化设计,在满足道路和发电功能要求的同时还具有降噪、护坡、承载和遮阳等功能。此外,“光伏+交通”的应用模式不仅能提升交通基础设施的智能化,优化交通能源结构,还可促进公路交通运输的节能减排,蕴藏着巨大的发展潜力和机遇。本文归纳分析了太阳能光伏电池的特点、系统组成及其发电效率的影响因素,定义了基于光伏发电的道路能量收集技术的概念,明确了其应用范围,总结了光伏发电技术在道路工程领域中的最新研究与应用成果及发展现状,据此探讨其存在的问题并展望未来发展趋势,以期促进道路光伏发电技术的科学发展与应用。