太陽(yáng)能利用技術(shù)研究論文

太陽(yáng)能利用技術(shù)研究論文太陽(yáng)能輔助跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)優(yōu)化研究摘

要：在雙碳戰(zhàn)略的大背景下，高效節(jié)能的熱泵技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。在定熱負(fù)荷下，模擬研究了空氣源和水源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行邊界。構(gòu)建了太陽(yáng)能輔助空氣源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)（SAAHP）?經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型，結(jié)合新疆庫(kù)爾勒地區(qū)某油田的熱水需求，綜合分析了系統(tǒng)全年運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，獲得了最佳的集熱面積和蓄熱水箱容積。對(duì)比分析不同的運(yùn)行策略，SAAHP系統(tǒng)采用太陽(yáng)能蓄熱定時(shí)利用的運(yùn)行策略時(shí)的熱力性能、經(jīng)濟(jì)性能和環(huán)保性能均最優(yōu)。關(guān)鍵詞：跨臨界CO2熱泵；?經(jīng)濟(jì)性分析；SAAHP；運(yùn)行策略0引言應(yīng)對(duì)氣候變化《巴黎協(xié)定》代表了全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的大方向，是保護(hù)地球家園需要采取的最低限度行動(dòng)，各國(guó)必須邁出決定性步伐。為有力支撐這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，中國(guó)必須長(zhǎng)期走低碳的發(fā)展路徑，朝向提供更有效、有用和廣泛使用清潔和可再生能源的新技術(shù)的趨勢(shì)最近有所增加，其中作為可再生能源的太陽(yáng)能的利用將會(huì)逐年增加[1]。太陽(yáng)能可以作為熱泵系統(tǒng)的熱源，以提高熱泵性能并減少基于化石燃料的電力消耗。在過(guò)去的幾十年里，將太陽(yáng)能與熱泵系統(tǒng)相結(jié)合已經(jīng)成為一種非常普遍的方法來(lái)提高傳統(tǒng)熱泵的效率[2-5]。熱泵系統(tǒng)中常用的CFC、HCFC和HFC制冷劑因具有較高的全球氣候變暖潛能（GWP），造成強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，將逐漸被天然工質(zhì)所取代。CO2工質(zhì)具有較好的環(huán)保特性和良好的熱力學(xué)性質(zhì)，是未來(lái)可長(zhǎng)期使用的天然制冷劑，其在商超制冷、汽車空調(diào)、人工制冰和熱泵等領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用[6-8]。Hong和Yang[9]等人建立了太陽(yáng)能輔助空氣源熱泵系統(tǒng)在特定天氣條件下運(yùn)行性能的數(shù)學(xué)模型，研究了循環(huán)流量、太陽(yáng)能集熱器面積、太陽(yáng)能集熱器陣列傾斜角度和預(yù)熱水箱的初始水溫等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，結(jié)果表明，循環(huán)流量對(duì)系統(tǒng)性能的影響較大。Chen和Dai[10]等人提出一種由太陽(yáng)能集熱器和CO2熱泵組成的系統(tǒng)，并在TRNSYS中建立并驗(yàn)證了系統(tǒng)模型，分析了主要部件參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。隨后利用GENOPT進(jìn)行多參數(shù)優(yōu)化，優(yōu)化后的系統(tǒng)可節(jié)約14.2%的電能，太陽(yáng)能利用率提高8%。優(yōu)化后系統(tǒng)的太陽(yáng)能利用率可達(dá)71.1%。Willian[11]等人分析了進(jìn)水口溫度、太陽(yáng)輻射通量和相對(duì)濕度的變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響，在相同的水換熱條件下，循環(huán)壓力比隨太陽(yáng)輻照量的增大而減小。Islam[12]等人報(bào)告了一項(xiàng)太陽(yáng)能熱泵水加熱過(guò)程中二氧化碳的數(shù)值分析，通過(guò)改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速模擬了系統(tǒng)的整體性能。結(jié)果表明，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和太陽(yáng)輻照對(duì)其性能有顯著影響。Rabelo[13]等人研究了水質(zhì)量流量變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響，其結(jié)果表明:隨著水質(zhì)量流量的增加，氣體冷卻器出口溫度、水出口溫度和氣體冷卻器出口壓力均有所降低。Cai和Li[14]等人通過(guò)利用太陽(yáng)能和空氣源來(lái)提高熱泵在惡劣工況下的性能，提出了一種翅片管式蒸發(fā)器和集熱器串聯(lián)的新型空氣源混合太陽(yáng)能輔助熱泵系統(tǒng)，并建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)表征所提系統(tǒng)受環(huán)境溫度、太陽(yáng)輻照和蒸發(fā)面積等關(guān)鍵因素的影響。由于翅片管蒸發(fā)器和集熱器蒸發(fā)器的傳熱特性存在顯著差異，AS-SAAHP系統(tǒng)中的混合熱源在各種工況下可以起到互補(bǔ)作用。將AS-SAAHP系統(tǒng)與常規(guī)DX-SAAHP系統(tǒng)進(jìn)行了性能比較，證明了AS-SAAHP系統(tǒng)具有最優(yōu)性能。目前，對(duì)SAAHP系統(tǒng)的優(yōu)化配置與運(yùn)行策略的研究較多，然而，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全年運(yùn)行的理論分析中，所建立的數(shù)值模型中，未考慮傳熱過(guò)程與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)SAAHP系統(tǒng)中熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行邊界僅通過(guò)進(jìn)水溫度變化進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，眾所周知，熱泵系統(tǒng)受外界工況的影響較大，不同工況或不同環(huán)境溫度下，熱泵的運(yùn)行邊界不同，因此，簡(jiǎn)化的處理方法無(wú)法真實(shí)反映出不同運(yùn)行策略對(duì)系統(tǒng)熱力性能和經(jīng)濟(jì)性能的影響規(guī)律。同時(shí)，也缺少?gòu)臒峤?jīng)濟(jì)學(xué)角度對(duì)SAAHP系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置及太陽(yáng)能蓄熱量高效利用的研究。因此，需要開(kāi)展考慮傳熱過(guò)程與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的SAAHP系統(tǒng)的研究工作，并從熱經(jīng)學(xué)的角度評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能。1SAAHP系統(tǒng)描述圖1展示的SAAHP系統(tǒng)主要由三部分組成：太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和空氣源/水源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)。其運(yùn)行策略根據(jù)蓄熱水箱的溫度，通過(guò)PLC控制程序以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能直供熱模式（SH）、空氣源跨臨界CO2熱泵供熱模式(AHP)和水源跨臨界CO2熱泵供熱模式(WHP)三種模式之間的切換。由于太陽(yáng)能具有能量密度低、受氣候影響大的特點(diǎn)，在SAAHP系統(tǒng)中，根據(jù)蓄熱量的利用情況，可將SAAHP系統(tǒng)的運(yùn)行策略分為：太陽(yáng)能蓄熱時(shí)間最短的運(yùn)行策略和太陽(yáng)能蓄熱定時(shí)利用的運(yùn)行策略。當(dāng)SAAHP系統(tǒng)采用太陽(yáng)能蓄熱時(shí)間最短的運(yùn)行策略，即S-SAAHP模式，運(yùn)行流程如下：當(dāng)蓄熱水箱溫度升高至10℃~40℃之間時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行由AHP模式轉(zhuǎn)換為WHP模式；當(dāng)蓄熱水箱溫度升高至40℃~70℃之間時(shí)，由于蒸發(fā)器進(jìn)水溫度超過(guò)WHP穩(wěn)定運(yùn)行的極值，因此系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為AHP模式，隨著蓄熱水箱溫度進(jìn)一步升高至70℃~95℃之間時(shí)，蓄熱水箱溫度逐漸滿足直接供熱的需求，因此，熱泵系統(tǒng)停止運(yùn)行，系統(tǒng)切換為SH模式。當(dāng)SAAHP系統(tǒng)采用太陽(yáng)能蓄熱定時(shí)利用的運(yùn)行策略，即T-SAAHP模式，其運(yùn)行流程如下：首先，需要對(duì)太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間做一設(shè)定，系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到之前，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)僅蓄熱而不利用，忽略蓄熱水箱溫度對(duì)運(yùn)行模式的影響；當(dāng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到時(shí)，SAAHP系統(tǒng)按照上述S-SAAHP模式運(yùn)行。但在該運(yùn)行策略下，當(dāng)蓄熱水箱的溫度達(dá)到70℃~95℃之間時(shí)，無(wú)論是否滿足要求，均優(yōu)先運(yùn)行SH模式。2SAAHP系統(tǒng)的?經(jīng)濟(jì)性分析基于熱力學(xué)分析的SAAHP系統(tǒng)的優(yōu)化配置，一直是研究的熱點(diǎn)。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)性能也是技術(shù)方案是否可行或最優(yōu)的重要指標(biāo)。基于熱經(jīng)濟(jì)性的分析，是建立在考慮系統(tǒng)熱力性能的同時(shí)，還考慮系統(tǒng)初始投資、能源燃料費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素的影響。本小節(jié)基于“?成本理論”，即在系統(tǒng)熱力學(xué)?評(píng)估的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)設(shè)備搭建經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的?進(jìn)行成本量化。?經(jīng)濟(jì)性分析的目標(biāo)是通過(guò)求解系統(tǒng)的?成本平衡方程來(lái)評(píng)估系統(tǒng)產(chǎn)出的單位成本。物理?指熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)可逆的物理過(guò)程能夠達(dá)到環(huán)境熱與力的平衡時(shí)最大限度轉(zhuǎn)換為有用功的能量。可以通過(guò)下式計(jì)算所得：對(duì)于系統(tǒng)中某一設(shè)備k來(lái)說(shuō)，離開(kāi)該設(shè)備的?流成本等于進(jìn)入該設(shè)備?流的成本與投資、運(yùn)行及維護(hù)的成本之和。基于此，各部件?成本的平衡方程可寫成如下表達(dá)式：式中：——每小時(shí)流入或離開(kāi)設(shè)備k的?流的成本，元/h；——每小時(shí)k設(shè)備的初始投資、運(yùn)行及維護(hù)的總成本，元/h；——每小時(shí)k設(shè)備對(duì)外輸出功的成本，元/h；——每小時(shí)k設(shè)備從外界吸熱的成本，元/h。正如采用COP作為系統(tǒng)能量分析指標(biāo)、?效率作為系統(tǒng)?分析指標(biāo)一樣，系統(tǒng)產(chǎn)出單位?成本是系統(tǒng)?經(jīng)濟(jì)性分析的重要指標(biāo)。通過(guò)該參數(shù)的分析可以更好的理解影響熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素，并為系統(tǒng)投入實(shí)踐應(yīng)用提供指導(dǎo)意義。其主要由下式計(jì)算：式中，為系統(tǒng)部件的總數(shù)量；為系統(tǒng)燃料部件的總數(shù)量；為系統(tǒng)產(chǎn)品部件的總數(shù)量，為部件f的燃料消耗量。表1展示了熱泵系統(tǒng)中各主要部件的成本函數(shù)，后續(xù)研究中用到的太陽(yáng)能集熱器的成本為300元/㎡，蓄熱水箱的成本為1000元/m3，其余管道、閥件、自動(dòng)控制系統(tǒng)和保溫材料等看作系統(tǒng)主要部件總投資的15%。

運(yùn)維費(fèi)用（OMC）主要包括設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中所牽涉到的維修和維護(hù)的各項(xiàng)成本，對(duì)于每一年的運(yùn)維費(fèi)用按照設(shè)備初投資的1%考慮。系統(tǒng)每小時(shí)運(yùn)行中所消耗的電量，可由下式計(jì)算：式中，為系統(tǒng)的總耗電功率，kW；為跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)的耗電功率，kW；為集熱器循環(huán)泵的耗電功率，kW；為冷卻水循環(huán)泵的耗電功率，kW；為系統(tǒng)每小時(shí)耗電量，kW·h；為電效率，本文取0.9；為電價(jià)，本文取0.47元/kW·h；為系統(tǒng)耗電費(fèi)用，元。為評(píng)價(jià)不同系統(tǒng)之間的優(yōu)劣，將單位產(chǎn)品?成本、投資回收期等作為系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。3

模型驗(yàn)證3.1

空氣源跨臨界CO2熱泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，由于太陽(yáng)輻照強(qiáng)度主要影響熱泵系統(tǒng)的熱負(fù)荷，針對(duì)熱泵模型的準(zhǔn)確性基本無(wú)影響，關(guān)于太陽(yáng)能模型已被很多研究者建立且精度較高，因此，我們僅建立了空氣源跨臨界CO2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要組成：半封閉往復(fù)式壓縮機(jī)(DORINCD1000H)、換熱量為35kW的氣體冷卻器、電子膨脹閥（鷺宮JKV-2.4D）和換熱量為25kW的風(fēng)冷蒸發(fā)器及附件，其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖2所示。3.2

跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)模型驗(yàn)證在環(huán)境溫濕度、進(jìn)出水溫度為定值的情況下，電子膨脹閥的開(kāi)度從180步變化到300步，獲得不同的壓縮機(jī)耗功和COP值。圖3與4顯示了計(jì)算的COP和壓縮機(jī)耗功與測(cè)量值的比較。預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相差最大4%，表明所建立的模型具有較好的適用性。因此，該模型可用于與太陽(yáng)能模型耦合，研究參數(shù)變化對(duì)太陽(yáng)能輔助空氣源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)的影響規(guī)律。4

結(jié)果與討論4.1

跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)運(yùn)行邊界圖5展示了在恒定熱負(fù)荷（26.46kW）下，空氣源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)最優(yōu)排氣壓力下的運(yùn)行特性隨環(huán)境溫度的變化規(guī)律。為確保熱負(fù)荷不變，隨著環(huán)境溫度的降低，壓縮機(jī)頻率逐漸升高，當(dāng)壓縮機(jī)頻率達(dá)到最大值（70Hz）時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)量由1臺(tái)增加至2臺(tái)，兩臺(tái)壓縮機(jī)頻率同步降低至最低頻率（35Hz），進(jìn)一步降低環(huán)境溫度，兩臺(tái)壓縮機(jī)頻率再次同步逐漸升高。隨環(huán)境溫度降低的過(guò)程中，壓縮機(jī)排氣溫度持續(xù)升高，壓縮機(jī)壓比持續(xù)增大。當(dāng)環(huán)境溫度從40℃降低至-17℃時(shí)，兩臺(tái)壓縮機(jī)的頻率達(dá)到58.5Hz，壓縮機(jī)壓比從2.04增大至5.65。此時(shí)壓縮機(jī)的排氣溫度從90℃升高至146.5℃，達(dá)到了較高的溫度，長(zhǎng)期在此工況下運(yùn)行，壓縮機(jī)會(huì)存在潤(rùn)滑油“積碳”現(xiàn)象，進(jìn)而影響壓縮機(jī)的壽命，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)象。因此對(duì)于空氣源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)，各主要部件的幾何結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷確定的情況下，熱泵系統(tǒng)是存在運(yùn)行邊界的。系統(tǒng)的運(yùn)行邊界主要受限于壓縮機(jī)頻率和排氣溫度的允許范圍。圖6展示了在恒定熱負(fù)荷（26.46kW）下，水源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)最優(yōu)排氣壓力下的運(yùn)行特性隨冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度的變化規(guī)律。為確保熱負(fù)荷不變，隨著冷卻介質(zhì)溫度的逐漸升高，壓縮機(jī)頻率逐漸降低，蒸發(fā)器中冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量逐漸降低，當(dāng)壓縮機(jī)頻率達(dá)到最小值（35Hz）時(shí)，進(jìn)一步提高冷卻介質(zhì)溫度，冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量進(jìn)一步降低。隨冷卻介質(zhì)溫度升高的過(guò)程中，壓縮機(jī)排氣溫度持續(xù)降低，壓縮機(jī)壓比持續(xù)減小。當(dāng)冷卻介質(zhì)溫度從5℃提高至40℃時(shí)，壓縮機(jī)頻率從48Hz降低至最小頻率35Hz，此時(shí)壓縮機(jī)的排氣溫度從105℃降低至92.2℃，冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量從0.2kg/s降低至0.05kg/s。進(jìn)一步提高冷卻介質(zhì)溫度，冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量進(jìn)一步降低，會(huì)使特定結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器的換熱不穩(wěn)定。因此對(duì)于水源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)，各主要部件的幾何結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷確定的情況下，熱泵系統(tǒng)也是存在運(yùn)行邊界的。系統(tǒng)的運(yùn)行邊界主要受限于壓縮機(jī)頻率下限和冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量的允許范圍。4.2

蓄熱量利用優(yōu)化分析本文根據(jù)“中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集”獲得新疆庫(kù)爾勒地區(qū)典型年氣象數(shù)據(jù)為全年運(yùn)行的氣候參數(shù)，對(duì)其簡(jiǎn)化處理，選擇1月、4月、7月和10月作為一年四季的代表月。對(duì)SAAHP系統(tǒng)進(jìn)行全年?經(jīng)濟(jì)性分析，在定熱負(fù)荷（26.46kW）下，進(jìn)出水溫度為30℃/65℃的工況下，獲得最佳的太陽(yáng)能集熱面積為60m2和蓄熱水箱容積為5m3。4.2.1

冬季典型代表日分析圖7展示了SAAHP系統(tǒng)在冬季典型代表日運(yùn)行過(guò)程中的日平均COP、日平均?效率和單位產(chǎn)品?成本隨太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間的變化規(guī)律。典型日的氣候參數(shù)為：日平均環(huán)境溫度為-5.9℃，最低環(huán)境溫度為-13.3℃，最高環(huán)境溫度為3.3℃，太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度最大為517.3W/m2。隨著的變化，T-SAAHP系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率變化趨勢(shì)相同，均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。由圖可知，在晚上22：00開(kāi)始啟用太陽(yáng)能蓄熱量的時(shí)候，系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率均達(dá)到極大值，分別為3.11和28.69%。與為6：00的系統(tǒng)性能相比，日平均COP提升了10.28%，日平均?效率提升了11.24%，因此SAAHP系統(tǒng)在冬季運(yùn)行時(shí)，22：00為最佳的太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間。另外，單位產(chǎn)品?成本的變化趨勢(shì)與日平均COP和日平均?效率的相反，但在22：00時(shí)，單位產(chǎn)品?成本也達(dá)到了極小值，即為3.48元/kW。4.2.2

春季典型代表日分析圖8展示了SAAHP系統(tǒng)在春季典型代表日運(yùn)行過(guò)程中的日平均COP、日平均?效率和單位產(chǎn)品?成本隨太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間的變化規(guī)律。典型日的氣候參數(shù)為：日平均環(huán)境溫度為16.7℃，最低環(huán)境溫度為9.6℃，最高環(huán)境溫度為25.7℃，太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度最大為747.2W/m2。隨著的變化，T-SAAHP系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率變化趨勢(shì)相同，均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。從早上6：00開(kāi)始啟用太陽(yáng)能蓄熱量時(shí)，系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率分別為3.70和26.83%。由圖知，在為16：00時(shí)，系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率均達(dá)到極大值，分別為3.76和29.52%。與為6：00的系統(tǒng)性能相比，日平均COP提升了1.62%，日平均?效率提升了10.02%，因此SAAHP系統(tǒng)在春季運(yùn)行時(shí)，為16：00為最佳的太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間。此時(shí)對(duì)應(yīng)的單位產(chǎn)品?成本也達(dá)到了極小值，即為3.05元/kW。4.2.3

夏季典型代表日分析圖9展示了SAAHP系統(tǒng)在夏季典型代表日運(yùn)行過(guò)程中的日平均COP、日平均?效率和單位產(chǎn)品?成本隨太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間的變化規(guī)律。典型日的氣候參數(shù)為：日平均環(huán)境溫度為30.7℃，最低環(huán)境溫度為27.2℃，最高環(huán)境溫度為35.8℃，太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度最大為933.3W/m2。隨著的變化，T-SAAHP系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率變化趨勢(shì)相同，均呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。從早上6：00開(kāi)始啟用太陽(yáng)能蓄熱量時(shí)，系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率分別為4.04和27.36%，且此時(shí)即為系統(tǒng)日平均COP和日平均?效率的極大值點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的單位產(chǎn)品?成本也達(dá)到了極小值，即為2.40元/kW。因此，SAAHP系統(tǒng)在夏季運(yùn)行時(shí)，不需要設(shè)置太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間。在恒定熱負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，隨著太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間的延后，系統(tǒng)性能衰減明顯，其主要是因?yàn)橄募咎?yáng)輻照強(qiáng)度大，造成蓄熱水箱溫度升溫速率快，水箱溫度處于WHP模式無(wú)法利用的情況增多，AHP模式的占比較大，導(dǎo)致系統(tǒng)整體的運(yùn)行性能衰減明顯。4.2.4

秋季典型代表日分析圖10展示了SAAHP系統(tǒng)在秋季典型代表日運(yùn)行過(guò)程中的日平均COP、日平均?效率和單位產(chǎn)品?成本隨太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間的變化規(guī)律。典型日的氣候參數(shù)為：日平均環(huán)境溫度為9.8℃，最低環(huán)境溫度為2.3℃，最高環(huán)境溫度為20.0℃，太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度最大為641.7W/m2。隨著的變化，T-SAAHP系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率變化趨勢(shì)相同，均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。從早上6：00開(kāi)始啟用太陽(yáng)能蓄熱量時(shí)，系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率分別為3.39和27.14%。從圖上可知，在為16：00時(shí)，系統(tǒng)的日平均COP和日平均?效率均達(dá)到極大值，分別為3.63和29.89%。與為6：00的系統(tǒng)性能相比，系統(tǒng)日平均COP提升了7.08%，日平均?效率提升了10.13%，因此SAAHP系統(tǒng)在秋季運(yùn)行時(shí)，16：00為最佳的太陽(yáng)能蓄熱量的啟動(dòng)利用時(shí)間。此時(shí)對(duì)應(yīng)的單位產(chǎn)品?成本也達(dá)到了極小值，即為3.11元/kW。4.3

系統(tǒng)運(yùn)行策略分析圖11展示了S-SAAHP系統(tǒng)、T-SAAHP系統(tǒng)、AHP系統(tǒng)和GFB系統(tǒng)的COP、全年耗電量和單位產(chǎn)品?成本的變化規(guī)律。由圖可知，三種系統(tǒng)相比，系統(tǒng)性能系數(shù)COPT-SAAHP>COPS-SAAHP>COPAHP，單位產(chǎn)品?成本CT-SAAHP<CS-SAAHP<CAHP，全年耗電量WT-SAAHP<WS-SAAHP<WAHP。與AHP系統(tǒng)相比，T-SAAHP系統(tǒng)的性能系數(shù)COP提升了33.82%；單位產(chǎn)品?成本降低了21.55%；全年耗電量降低了27%，節(jié)約用電達(dá)到23581.25kW·h，因此，T-SAAHP系統(tǒng)具有較好的熱力性能。技術(shù)方案的優(yōu)劣，不僅與熱力學(xué)特性有關(guān)，還與經(jīng)濟(jì)因素有關(guān)，因?yàn)槿魏蔚膶?shí)際生產(chǎn)過(guò)程都與經(jīng)濟(jì)效益緊密相連的。一味的追求熱力性能，而忽略經(jīng)濟(jì)因素，就會(huì)造成初投資高、運(yùn)維費(fèi)用大，造成“得不償失”的局面。因此，在熱力性能的基礎(chǔ)上，圖12展示了不同供熱方案的初投資與費(fèi)用年值對(duì)比情況。四種加熱方案的初投資相比：T-SAAHP=S-SAAHP>AHP>GFB；與采用GFB進(jìn)行供熱相比，T-SAAHP系統(tǒng)的費(fèi)用年值最低，為5.89萬(wàn)元。由于SAAHP比AHP增添了太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，初投資高出5.5萬(wàn)元，由圖可知，費(fèi)用年值S-SAAHP>AHP>T-SAAHP。與GFB的方案相比，投資回收期如圖13所示，與費(fèi)用年值呈現(xiàn)了相同的趨勢(shì)，S-SAAHP>AHP>T-SAAHP。因此，對(duì)于配置相同的SAAHP系統(tǒng)采用合適的運(yùn)行策略，才具有較好的經(jīng)濟(jì)性。圖14展示了各系統(tǒng)在全生命周期內(nèi)，在定熱負(fù)荷下，AHP系統(tǒng)和SAAHP系統(tǒng)逐年的生命周期費(fèi)用與運(yùn)維費(fèi)用的結(jié)果。由圖知，第0年的生命周期費(fèi)用即為AHP系統(tǒng)和SAAHP系統(tǒng)的初投資費(fèi)用，由于初投資的影響，在第7年之前，S-SAAHP系統(tǒng)的生命周期費(fèi)用高于AHP系統(tǒng)，但T-SAAHP系統(tǒng)的生命周期費(fèi)用在第3年開(kāi)始，就低于AHP系統(tǒng)。與AHP系統(tǒng)相比，T-SAAHP系統(tǒng)的投資回收期更短。在15年的運(yùn)行過(guò)程中，AHP的生命周期費(fèi)用最大，為102.03萬(wàn)元，S-SAAHP系統(tǒng)的生命周期費(fèi)用較低，為96.35萬(wàn)元，T-SAAHP系統(tǒng)的生命周期費(fèi)用最低，為82.03萬(wàn)元。對(duì)比三種供熱方案，逐年的運(yùn)維費(fèi)用為T-SAAHP<S-SAAHP<AHP?？梢?jiàn)，采用T-SAAHP系統(tǒng)供熱可有效的降低全生命周期費(fèi)用。5

結(jié)論針對(duì)SAAHP系統(tǒng)在全年運(yùn)行過(guò)程中的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析與討論。其主要結(jié)論為：（1）建立了跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)理論模型，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相差最大4%，所建立的模型具有較好的適用性，在此基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)的?經(jīng)濟(jì)性模型；并獲得了空氣源和水源跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行邊界。（2）通過(guò)全年經(jīng)濟(jì)性分析，在定熱負(fù)荷（26.46kW）下，進(jìn)出水溫度為30℃/65℃的工況下，獲得最佳的集熱面積為60m2和蓄熱水箱容積為5m3。（3）恒定熱負(fù)荷下，通過(guò)典型代表日蓄熱熱量的不同時(shí)間段的利用，揭示了太陽(yáng)能輔助熱泵系統(tǒng)的高效運(yùn)行的調(diào)控方法。（4）針對(duì)SAAHP系統(tǒng)進(jìn)行了全年經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保特性的分析，結(jié)果表明，T-SAAHP系統(tǒng)的熱力性能和經(jīng)濟(jì)性能均最優(yōu)，且全生命周期的生命周期費(fèi)用最低。參考文獻(xiàn)[1]Buker,MahmutSami,Riffat,SaffaB..Solarassistedheatpumpsystemsforlowtemperaturewaterheatingapplications:Asystematicreview[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2015,55:399-413.[2]SezenKutbay,TuncerAzimDogus,AkyuzAliOzhan,etal.Effectsofambientconditionsonsolarassistedheatpumpsystems:Areview[J].ScienceofTheTotalEnvironment,2021:146362.[3]WangXinru,XiaLiang,Bales,Chris,etal.Asystematicreviewofrecentairsourceheatpump(ASHP)systemsassistedbysolarthermal,photovoltaicandphotovoltaic/thermalsources[J].RenewableEnergy,2021,146:2472-2487.[4]Bakirci,Kadir,Yuksel,Bedri.Experimentalthermalperformanceofasolarsourceheat-pumpsystemforresidentialheatingincoldclimateregion[J].AppliedThermalEngineering,2011,31:1508-1518.[5]FanYi,ZhaoXudong,HanZhonghe,etal.ScientificandTechnologicalProgressandFuturePerspectivesoftheSolarAssistedHeatPump(SAHP)System[J].Energy,2021.229:120719.[6]祝銀海,李聰慧,姜培學(xué).跨臨界CO2熱泵高溫?zé)崴餍阅軐?shí)驗(yàn)研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào),2018,39(10):2113-2117.[7]GulloParide,HafnerArmin,Banasiak,Krzysztof.ThermodynamicPerformanceInvestigationofCommercialR744BoosterRefrigerationPlantsBasedonAdvancedExergyAnalysis[J].Energies,2019,12:1-24..[8]SarkarJahar,BhattacharyyaSouvik,RamgopalMudali.PerformanceofaTranscriticalCO2HeatPumpforSimultaneousWaterCoolingandHeating[J].AshraeTransactions,2010,116(1):534-541.[9]LiHong,YangHongxing.StudyonperformanceofsolarassistedairsourceheatpumpsystemsforhotwaterproductioninHongKong[J].AppliedEnergy,2010,87(9):2818-2825.[10]ChenJiafang,DaiYanjun,WangRuZhu.ExperimentalandtheoreticalstudyonasolarassistedCO2heatpumpforspaceheating[J].RenewableEnergy,2016,89:295-304.[11]Duarte,WillianM.,Rabelo,SabrinaN.,Paulino,TiagoF.,etal.ExperimentalperformanceanalysisofaCO2direct-expansionsolarassistedheatpumpwaterheater[J].InternationalJournalofRefrigeration,2021,125:52-63..[12]MartinsRocha,dePaula,CleisonHenrique,TorresMaia,AntonioAugustoetal.ExperimentalassessmentofaCO2direct-expansionsolar-assistedheatpumpoperatingwithcapillarytubesandair-solarheatsource[J].SolarEnergy,2021,218:413-424.[13]SabrinaNogueiraRabelo,TiagodeFreitasPaulino,WillianMoreiraDuarte,etal.ExperimentalAnalysisoftheInfluenceofWaterMassFlowRateonthePerformanceofaCO2Direct-ExpansionSolarAssistedHeatPump[J].2018,12:327-335.[14]CaiJingyong,Li,Zhouhang,JiJie,etal.Performanceanalysisofanovelairsourcehybridsolarassistedheatpump[J].RenewableEnergy,2019,139:1133-1145.[15]LiangCaihua,Zhang,Xiaosong,Li,Xiuwei,etal.Energy,economicandenvironmentalassessmentoftranscriticalcarbondioxideheatpumpwaterheaterinatypicalChinesecityconsideringthedefrosting[J].EnergyConversionandManagement,2021,43(9):2188-2196.

公路太陽(yáng)能發(fā)電的環(huán)境影響綜述及發(fā)展對(duì)策0引言太陽(yáng)能作為一種重要的可再生能源，取之不盡，用之不竭。充分利用公路路域土地開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，對(duì)平衡公路行業(yè)能源需求、實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)意義重大。近年來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的裝機(jī)容量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，公路行業(yè)也充分認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能資源的開(kāi)發(fā)價(jià)值，在行業(yè)及各地區(qū)建設(shè)實(shí)踐中給予高度重視并已取得了一定的發(fā)展成效[1]。公路光伏在我國(guó)受到關(guān)注較早，最早報(bào)道見(jiàn)于1993年，《太陽(yáng)能》雜志上介紹了瑞士利用高速公路與鐵路的聲屏障架設(shè)光伏板，建成100kW的聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)案例[2]。直至2003年，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，公路沿線較為分散的應(yīng)急救援電話的供電問(wèn)題提上議程，開(kāi)啟了國(guó)內(nèi)公路光伏供電的應(yīng)用[3]。隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，光伏發(fā)電逐漸應(yīng)用于公路監(jiān)控系統(tǒng)[4]、照明系統(tǒng)[5]、收費(fèi)站供電[6]、路側(cè)綠化帶灌溉[7]等；安裝場(chǎng)地涵蓋了公路服務(wù)區(qū)[8]、收費(fèi)站建筑屋頂[6]、停車場(chǎng)車棚[9]、路面[10]、聲屏障[11]、公路邊坡[12]

等。公路光伏發(fā)電多屬于分布式發(fā)電，發(fā)電設(shè)施直接布置在配電網(wǎng)或分布在負(fù)荷附近，具有經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的特點(diǎn)[13-14]。在國(guó)家對(duì)分布式光伏發(fā)電上網(wǎng)激勵(lì)機(jī)制下[15]，分布式光伏發(fā)電近年來(lái)得到較大發(fā)展，成為交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要技術(shù)手段。隨著光伏設(shè)施并網(wǎng)建設(shè)成為趨勢(shì)，交通與能源得到深度融合發(fā)展，一些公路運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)將分散的建設(shè)項(xiàng)目整合，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電項(xiàng)目的專業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展。如2019年，湖北省101個(gè)高速公路沿線分布式光伏發(fā)電站建成并網(wǎng)運(yùn)營(yíng)，涵蓋了沿線50個(gè)收費(fèi)所、32對(duì)服務(wù)區(qū)屋頂和19座隧道[16]，山東省、甘肅省也有類似舉措。2022年，《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃的通知》提出“鼓勵(lì)在交通樞紐場(chǎng)站以及公路、鐵路等沿線合理布局光伏發(fā)電及儲(chǔ)能設(shè)施”，促進(jìn)了公路光伏發(fā)電的發(fā)展。山東、甘肅等多地提出交通能源融合發(fā)展規(guī)劃，山東省還率先印發(fā)了地方標(biāo)準(zhǔn)《高速公路邊坡光伏發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范》（DB37/T4516—2022）。當(dāng)前山東、河北、山西三省在建總裝機(jī)容量已超400MW。這些地區(qū)除了利用公路服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等建筑屋頂、停車棚、空閑場(chǎng)地外，還大量利用公路邊坡及路側(cè)空地布設(shè)光伏，以將多個(gè)建設(shè)項(xiàng)目協(xié)同起來(lái)建設(shè)的中型（1~30MWp）與小型（<1MWp）分布式光伏系統(tǒng)為主，多為自發(fā)自用和余電上網(wǎng)類型。在公路光伏發(fā)展早期，以自發(fā)自用儲(chǔ)能式發(fā)電方式為主，隨著交通與能源的融合發(fā)展，逐漸采用光伏發(fā)電、釩液流電池儲(chǔ)能、公共電網(wǎng)相結(jié)合的光儲(chǔ)網(wǎng)一體化規(guī)劃的建設(shè)模式[9]，發(fā)展至今則包括風(fēng)光互補(bǔ)[17]、風(fēng)光地?zé)峄パa(bǔ)等多源融合的網(wǎng)-荷-儲(chǔ)[18]分布式光伏系統(tǒng)模式；裝機(jī)容量從小型離網(wǎng)式向大中型并網(wǎng)式高效調(diào)能系統(tǒng)轉(zhuǎn)變；發(fā)電場(chǎng)地從設(shè)施點(diǎn)位、場(chǎng)站，擴(kuò)展到涵蓋公路路面、邊坡、中央分隔帶、路側(cè)空地等全路域。一些地區(qū)的公路光伏發(fā)展規(guī)劃從路內(nèi)拓展到路外，高效地利用公路沿線一些荒地資源，擴(kuò)大公路光伏發(fā)電供能的服務(wù)范圍，并從滿足單一功能向綜合供電功能（如服務(wù)區(qū)污水處理、照明、餐飲熱水、汽車充電等）方向轉(zhuǎn)變。我國(guó)公路光伏發(fā)電早期研究主要聚焦于應(yīng)用層面，如針對(duì)具體應(yīng)用形式、應(yīng)用場(chǎng)景，研究匹配的光伏發(fā)電方案，評(píng)估發(fā)電效果及與設(shè)施功能的匹配性，提出單獨(dú)太陽(yáng)能光伏或風(fēng)光互補(bǔ)型供電方案，如計(jì)算太陽(yáng)能光伏電池陣列的發(fā)電量、蓄電池容量、風(fēng)力發(fā)電量及監(jiān)控設(shè)備用電量的匹配性，并優(yōu)化相關(guān)配置方案[19]等。關(guān)于公路與光伏設(shè)施的協(xié)同發(fā)展僅有少量研究，如李根森等結(jié)合山地并網(wǎng)光伏電站地形、方陣布置、逆變器和箱變?cè)O(shè)置位置、集電線路走向等諸多因素，綜合考慮道路選線、縱斷面及橫斷面設(shè)計(jì)參數(shù)的選取等，提出山地并網(wǎng)光伏電站道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)[20]；邢曉光等提出同步布設(shè)邊坡防護(hù)和截排水措施，在光伏板下緣布設(shè)碎石以減弱雨水的沖刷，恢復(fù)植被及控制喬灌木等策略[21]；還有學(xué)者針對(duì)光伏工程的施工擾動(dòng)影響評(píng)價(jià)、基礎(chǔ)樁基形式（螺旋鋼樁、混凝土灌注樁、鋼筋混凝土樁）與水土流失影響特征、植被措施的水土保持性能等開(kāi)展研究[22?-24]?？偟膩?lái)看，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)公路行業(yè)光伏建設(shè)的研究尚處于起步階段。光伏發(fā)電作為具有潛在環(huán)境收益的能源生產(chǎn)方式，其應(yīng)用的光伏組件本身也是一種高污染的產(chǎn)品，開(kāi)展相關(guān)環(huán)境影響與效益的研究對(duì)交通能源融合發(fā)展有著重要意義。國(guó)內(nèi)外圍繞大規(guī)模光伏電站建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、停用等全過(guò)程對(duì)自然環(huán)境、土地使用、常規(guī)和意外污染物的釋放、視覺(jué)、自然資源消耗、空氣污染、光和噪聲干擾、廢棄物管理、生物多樣性、水資源利用與污染、城市“熱島”效應(yīng)、氣候變暖等方面的影響開(kāi)展了大量基礎(chǔ)研究[25?-27]。隨著交通與能源的深度融合發(fā)展，公路行業(yè)需要充分認(rèn)識(shí)大規(guī)模光伏布設(shè)的潛在環(huán)境影響，提升對(duì)其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與收益的認(rèn)識(shí)廣度與深度，增強(qiáng)對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)跨行業(yè)交叉特征、技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)、環(huán)境影響特征及法律要求等的全面審視，以便在光伏設(shè)施建設(shè)早期明確發(fā)展方向，指導(dǎo)行業(yè)交通與能源融合實(shí)踐。為此，本文重點(diǎn)對(duì)公路光伏潛在的環(huán)境、生態(tài)與氣候影響進(jìn)行綜述，并對(duì)其在公路行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的環(huán)境保護(hù)路線與對(duì)策等進(jìn)行展望，以期為交通與新能源融合發(fā)展提供參考。1公路太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的減排效益公路太陽(yáng)能發(fā)電利用路域土地，安裝太陽(yáng)能設(shè)施，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，為公路設(shè)施及車輛營(yíng)運(yùn)等提供能源。光伏發(fā)電利用的太陽(yáng)能是一種可再生能源，可替代化石能源消耗而產(chǎn)生效益。太陽(yáng)能設(shè)施組件的生產(chǎn)、安裝及運(yùn)營(yíng)過(guò)程會(huì)消耗能源。此外，設(shè)施與公路系統(tǒng)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境、氣候也會(huì)帶來(lái)疊加影響。國(guó)內(nèi)外針對(duì)太陽(yáng)能電站建設(shè)（含組件產(chǎn)品的生產(chǎn)）的全過(guò)程環(huán)境影響及對(duì)設(shè)施場(chǎng)站的生態(tài)環(huán)境、氣候影響方面開(kāi)展了大量研究。太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)通常分為兩大類，即光伏（Photovoltaics,PV）系統(tǒng)和聚光太陽(yáng)能發(fā)電（ConcentratingSolarPower,CSP）系統(tǒng)，其中：光伏系統(tǒng)使用電池將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電流；聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)使用反射表面將陽(yáng)光集中到接收器上加熱，驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電[26]，實(shí)踐中光伏電池發(fā)電應(yīng)用較多。光伏電池中，晶體硅光伏電池和薄膜光伏電池因光電轉(zhuǎn)換效率、技術(shù)成熟度、環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性能等的差異而存在應(yīng)用程度的不同，且技術(shù)轉(zhuǎn)換快[28]。2013年，晶體硅光伏電池的市場(chǎng)占比約為91%，且以多晶硅光伏電池為主，占比達(dá)55%[29]；到2021年，單晶硅光伏電池技術(shù)逐漸取代了多晶硅光伏電池技術(shù)[28]；薄膜光伏組件質(zhì)量較輕，在光伏建筑一體化中應(yīng)用較多。晶體硅電池封裝后的典型結(jié)構(gòu)類似三明治，自上而下包括封裝玻璃蓋板、EVA（乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物）、電池片、EVA和TPT（聚氟乙烯復(fù)合膜）背板[30]。光伏產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種重金屬污染，如鎳、汞、砷、鎘、鉻等，不同產(chǎn)品的污染性有所差異[27]。光伏發(fā)電作為燃煤發(fā)電的替代方式之一，其產(chǎn)品與原料生產(chǎn)、使用到退役過(guò)程的資源消耗、污染物及溫室氣體碳排放等環(huán)境影響問(wèn)題較受關(guān)注，在國(guó)內(nèi)外已得到大量研究，為公路光伏發(fā)電的設(shè)備選型與環(huán)境效益評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的生命周期評(píng)估方法（LifeCycleAssessment,LCA）標(biāo)準(zhǔn)（ISO14040~14044）是光伏組件生產(chǎn)、使用和退役方案環(huán)境分析的基礎(chǔ)方法，其規(guī)定了評(píng)價(jià)步驟及相關(guān)數(shù)據(jù)采集要求[31]。生命周期評(píng)價(jià)需要評(píng)估功能單元的資源消耗、廢物及廢氣排放等指標(biāo)，其中常需要做一些假設(shè)。在比較LCA研究時(shí)，為確保公平與可比性，對(duì)所有假設(shè)均須進(jìn)行詳細(xì)分析，否則同一產(chǎn)品或處理過(guò)程的評(píng)估結(jié)果可能完全不同。為此，需制訂評(píng)價(jià)指南以確保同樣的方法與產(chǎn)品有相似的比較假設(shè)。國(guó)際能源署（TheInternationalEnergyAgency,IEA）光伏發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目組（IEAPhotovoltaicPowerSystemsProgramme,IEA-PVPS）2011年制訂了專門針對(duì)光伏設(shè)施的評(píng)價(jià)指南，結(jié)合光伏產(chǎn)品的溫室氣體排放強(qiáng)度、能量?jī)斶€期、受地區(qū)影響的太陽(yáng)輻射能量條件、電池類型（晶體硅或薄膜）、光電效率、能耗回收比、電池和系統(tǒng)平衡模塊（BOS）的衰減率、預(yù)期壽命、生產(chǎn)用能、系統(tǒng)類型（固定傾斜或跟蹤器）、安裝地點(diǎn)（如屋頂、地面等）、性能比等展開(kāi)評(píng)估[32]。IEA-PVPS2020年已發(fā)布了最新的“光伏發(fā)電生命周期評(píng)價(jià)方法指南”報(bào)告第4版[33]。該指南不涵蓋臨時(shí)電力存儲(chǔ)與混合光伏的應(yīng)用，這意味著針對(duì)應(yīng)用于公路行業(yè)的非聯(lián)網(wǎng)的自發(fā)自用和儲(chǔ)能調(diào)配，以及為滿足地方系統(tǒng)用電需求的風(fēng)-光-熱等綜合供能系統(tǒng)，還需要制訂適合本行業(yè)光伏建設(shè)特點(diǎn)的LCA評(píng)價(jià)方法與指南。Bhandari[29]等對(duì)2000—2013年間的相關(guān)研究進(jìn)行了系統(tǒng)綜述與分析，采用協(xié)調(diào)法計(jì)算了晶體硅和薄膜光伏技術(shù)的嵌入能量、能量?jī)斶€期（EnergyPaybackTime,EPBT）及能耗回收比（EnergyReturnonInvestment,EROI）等指標(biāo)，其設(shè)定的基準(zhǔn)參數(shù)如下：性能比（0.75）、系統(tǒng)壽命（30年）、日照量（1700kW·h·m-2·yr-1）、模塊效率（單晶硅電池13.0%，多晶硅電池12.3%，碲化鎘10.9%，非晶硅6.3%，銅銦鎵硒化物11.5%），分析結(jié)果整理見(jiàn)表1。表1各類光伏電池的主要性能參數(shù)研究結(jié)果整理表[29]電池產(chǎn)品類型模塊

效率（%）內(nèi)耗能(模塊

Module+系統(tǒng)平衡BOS）/（MJ·m2）能源償還

期EPBT

/年能耗回收比EROI

產(chǎn)能/耗能單晶硅電池mono-Si13.06225±28834.1±2.08.7±3.5多晶硅電池multi-Si12.33914±22123.1±1.311.6±5.2碲化鎘dTe10.91575±5921.0±0.434.2±13.5非晶硅a-Si6.31708±8452.3±0.714.5±5.1銅銦鎵硒化物(CIGS)11.52276±10881.7±0.719.9±8.2注：1.“±”符號(hào)前面數(shù)字為平均值，后面數(shù)字為標(biāo)準(zhǔn)差；2.針對(duì)電池內(nèi)耗能相同而應(yīng)用場(chǎng)景不同的研究文獻(xiàn)，以整體研究（而非場(chǎng)景）為基準(zhǔn)計(jì)算能源償還期；排除了電池內(nèi)耗能不同的應(yīng)用場(chǎng)景的研究文獻(xiàn)。從表1可知，各種電池內(nèi)耗能、能源償還期、能耗回收比差異較大，各指標(biāo)的最大值是最小值的4倍左右，公路行業(yè)發(fā)展光伏如何權(quán)衡相關(guān)性能指標(biāo)尚需要綜合性研究。針對(duì)光伏與其他發(fā)電技術(shù)碳足跡排放的差異，目前已取得一些研究成果。Tawalbeh等研究發(fā)現(xiàn)，光伏系統(tǒng)碳足跡排放量為14~73gCO2

eq/（kW·h），僅為化石燃料能源的燃油排放量（742gCO2

eq/（kW·h））的1.9%~9.8%[27]；Li等研究發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電的溫室氣體排放強(qiáng)度（16.0~40.0gCO2

eq/（kW·h））與風(fēng)力（16.4~28.2gCO2

eq/（kW·h））相當(dāng)，略高于核電（10.9~13.9gCO2

eq/（kW·h））和水電（3.1~3.9gCO2

eq/（kW·h）），但顯著低于火力發(fā)電（810~820gCO2

/（kW·h））和生物質(zhì)發(fā)電（約200gCO2

eq/（kW·h））[34]；謝澤瓊等研究發(fā)現(xiàn)10MW光伏并網(wǎng)電排放為98.4gCO2eq/（kW·h），相對(duì)燃煤發(fā)電仍可減少約90.3%的CO2排放量[35]；Kabakian等研究發(fā)現(xiàn)即使采用帶鋰電池或鉛酸電池儲(chǔ)能的光伏技術(shù)系統(tǒng)，也較現(xiàn)有化石燃料發(fā)電環(huán)境影響更小[36]。光伏設(shè)施會(huì)占用土地，在高速公路邊坡發(fā)展光伏的土地利用效益巨大[12]，Vasilis等提出用土地能效指標(biāo)（W/m2）衡量單位土地面積的發(fā)電效率[37]。Tawalbeh等對(duì)各種類型太陽(yáng)能發(fā)電的土地需求進(jìn)行了整理，結(jié)果見(jiàn)表2[27]。表2不同規(guī)模（裝機(jī)容量）太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的土地需求[27]技術(shù)類型占地

/（畝/MW）技術(shù)類型占地

/（畝/MW）PV<10kW19.4大型PV（>20MW）48.0PV10100kW33.4固定式35.2PV1001,000kW33.41-軸54.6PV110MW37.02-軸平面CPV37.0小型PV

（>1MW，<20MW）35.8小型與大型PV

安裝13.4~74.1固定式33.4小型與大型CSP

安裝12.1~84.41-軸38.2光伏板平行安裝37.02-軸平板57.1光伏園49.22-軸聚光光伏CPV）41.9注：1.PV（Photovoltaic）為光伏；2.CPV（ConcentratorPhotovoltaic）為聚光光伏；3.CSP（ConcentratedSolarPower）為聚光太陽(yáng)能發(fā)電。從表2可以看出，不同技術(shù)類型（裝機(jī)容量）的太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)土地占用的需求不同，由于公路行業(yè)普遍采用的是分布式光伏發(fā)電，這種發(fā)電模式下對(duì)路域土地的開(kāi)發(fā)效率關(guān)系到土地能效指標(biāo)，但迄今仍缺乏相關(guān)研究?？偟膩?lái)看，公路太陽(yáng)能發(fā)電的項(xiàng)目地點(diǎn)（緯度與太陽(yáng)高度角）、場(chǎng)所（屋頂或地面）、受公路走向與坡向共同制約的光伏組件朝向、與公路能源調(diào)配成效緊密相關(guān)的發(fā)電利用效率、與路域天氣及污染狀況等相關(guān)的性能比、聯(lián)網(wǎng)或并網(wǎng)方式、安裝容量等均直接影響該技術(shù)應(yīng)用的能源償還期、能耗回收比、土地能效指標(biāo)等關(guān)鍵指標(biāo)及其產(chǎn)能效益。光伏技術(shù)較燃油、燃煤等發(fā)電技術(shù)可大幅減少溫室氣體排放，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、發(fā)展新型材料、減少有害物質(zhì)、循環(huán)利用、精心選址可大幅降低其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[27]。但當(dāng)前在公路光伏發(fā)電生命周期評(píng)價(jià)方面仍缺少相關(guān)研究與指南。山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《高速公路邊坡光伏發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范》（DB37/T4516—2022）建議在東西走向的南向路基邊坡上布設(shè)光伏設(shè)施，從場(chǎng)地發(fā)電效益最大化角度提出的這一布設(shè)原則，會(huì)使可供布設(shè)的公路及場(chǎng)地大幅減少。如何實(shí)現(xiàn)路域場(chǎng)地太陽(yáng)能資源的高效開(kāi)發(fā)，提高單位土地能效指標(biāo)，仍需進(jìn)一步研究。此外，光伏組件采用太陽(yáng)跟蹤技術(shù)與否對(duì)節(jié)能減排效益影響甚大，但太陽(yáng)跟蹤技術(shù)是否適用于公路行業(yè)缺乏公開(kāi)的文獻(xiàn)報(bào)道。2公路太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響2.1設(shè)施布設(shè)對(duì)周邊生態(tài)系統(tǒng)，尤其對(duì)野生動(dòng)物產(chǎn)生影響早在20世紀(jì)80年代，國(guó)外就已開(kāi)始關(guān)注太陽(yáng)能設(shè)施對(duì)野生動(dòng)物的影響，最早的研究是針對(duì)鳥(niǎo)類的影響與保護(hù)[38]，但迄今對(duì)其如何影響仍缺乏研究，Chock等提出應(yīng)優(yōu)先專注于對(duì)動(dòng)物行為的影響研究，即在記錄致死率或其他健康后果之前先識(shí)別動(dòng)物種群的反應(yīng)，通過(guò)動(dòng)物行為研究可以了解太陽(yáng)能設(shè)施導(dǎo)致的負(fù)面反饋（例如碰撞、燒焦、回避）機(jī)制，為提出緩解措施提供依據(jù)[26]。這一觀點(diǎn)為更好地了解太陽(yáng)能設(shè)施對(duì)野生動(dòng)物的影響、解決關(guān)鍵問(wèn)題提供了思路。許多動(dòng)物依賴光的獨(dú)特特征——偏振方向獲取信息，光伏設(shè)施可以反射水平偏振光，產(chǎn)生偏振光污染（PolarizedLightPollution,PLP），可使光伏組件呈現(xiàn)出水體特性而對(duì)水中產(chǎn)卵的昆蟲(chóng)產(chǎn)生吸引，進(jìn)而成為昆蟲(chóng)的生態(tài)陷阱，導(dǎo)致其繁衍失敗或直接死亡，使種群迅速減少或崩潰；這種特性常會(huì)吸引蜉蝣（蜉蝣目）、石蠅（毛翅目）、長(zhǎng)足虻及虻（雙翅目）等昆蟲(chóng)，致使這些昆蟲(chóng)在繁殖前死亡或在不合適的位置產(chǎn)卵，從而對(duì)種群造成極大危害[39]。PLP對(duì)偏振光敏感類群誘發(fā)的不良適應(yīng)行為，可改變生態(tài)的相互作用關(guān)系，PLP導(dǎo)致的死亡率可能威脅到一些瀕危水生昆蟲(chóng)種群，并進(jìn)一步對(duì)以這些昆蟲(chóng)為食的食肉動(dòng)物（如蜘蛛、鳥(niǎo)類、蝙蝠）等產(chǎn)生影響[40]。Grodsky等采用藍(lán)翼誘捕器捕獲研究了不同太陽(yáng)能發(fā)電建設(shè)方案（包括植被清表與修剪兩種場(chǎng)地準(zhǔn)備措施、一種場(chǎng)地植被斑塊恢復(fù)措施）對(duì)非蜂蟲(chóng)傳粉者的影響，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)對(duì)包括甲蟲(chóng)、蒼蠅、蛾和黃蜂等在內(nèi)的非蜂蟲(chóng)類傳粉者可產(chǎn)生負(fù)面干擾作用，在太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)內(nèi)建立小棲息地斑塊在很大程度上不支持非蜂蟲(chóng)花傳粉者，沙漠中太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)對(duì)非蜂蟲(chóng)傳粉者的影響可能會(huì)對(duì)生物多樣性產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，造成依賴?yán)ハx(chóng)傳粉的全球?yàn)l危和高價(jià)值仙人掌種群的潛在減少[41]。Conkling等優(yōu)選了在美國(guó)加利福尼亞州風(fēng)能和太陽(yáng)能設(shè)施中死亡的23種鳥(niǎo)類，評(píng)估了其種群脆弱性，結(jié)果表明這些物種中有48%在種群數(shù)量水平上容易受太陽(yáng)能設(shè)施影響；可再生能源的影響范圍遠(yuǎn)超出能源生產(chǎn)地，甚至影響了大陸遷徙網(wǎng)絡(luò)中遙遠(yuǎn)地方的鳥(niǎo)類種群[42]。為了解決太陽(yáng)能設(shè)施建設(shè)與野生動(dòng)物的沖突，美國(guó)各級(jí)自然資源管理部門建議在光伏建設(shè)前開(kāi)展野生動(dòng)物影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，尤其關(guān)注其對(duì)鳥(niǎo)類、蝙蝠等的影響，要求施工前和施工后進(jìn)行野生動(dòng)物調(diào)查，并提出避免或減緩影響的措施或指南[43]。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的缺口分析（GapAnalysis）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了全國(guó)脊椎動(dòng)物潛在棲息地的空間模型，制定了設(shè)施選址決策指導(dǎo)意見(jiàn)，豐富了相關(guān)指南[44]。2.2設(shè)施建設(shè)會(huì)造成土壤擾動(dòng)，影響生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能光伏電站施工涉及道路修筑、光伏板區(qū)場(chǎng)地平整、光伏板支架基礎(chǔ)施工、逆變器室建造、電纜溝基礎(chǔ)開(kāi)挖、土方回填、設(shè)備安裝等，不可避免會(huì)占用土地、改變地表植被狀況，導(dǎo)致水土流失。公路路域光伏組件布設(shè)通常有兩種方案：一是光伏設(shè)施與公路建設(shè)同步；二是在已運(yùn)營(yíng)公路沿線邊坡安裝光伏設(shè)施。光伏設(shè)施與公路同步建設(shè)時(shí)，其會(huì)對(duì)局域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生影響，而影響性質(zhì)與原占用土地的類型有關(guān)。Walston等研究發(fā)現(xiàn)，占用農(nóng)業(yè)用地建設(shè)光伏使土地類型轉(zhuǎn)化為草地，使棲息地傳粉者供應(yīng)增加了3倍，碳匯潛力增加了65%，泥沙和水分滯留率分別增加了95%和19%[45]。Hernandez等研究表明沙漠區(qū)太陽(yáng)能光伏板的遮陰性能顯著提升土壤中植物種子庫(kù)的豐富度[46]。在既有坡面安裝光伏設(shè)施可能對(duì)原地表植被生長(zhǎng)、水土流失等產(chǎn)生一定影響。有研究表明，光伏面板作為集流面可收集雨水及面板的清洗污水，增加光伏面板間擾動(dòng)土地的土壤含水率；光伏板的遮陰可降低地表蒸發(fā)，有利于植被恢復(fù)[47]。光伏發(fā)電站可改善高寒荒漠草原植物生長(zhǎng)所需的環(huán)境因子，增加土壤水分，起到保育脆弱生態(tài)系統(tǒng)和防風(fēng)固沙的作用，促使荒漠草原朝著正向演替發(fā)展，光伏電站的圍封和光伏電廠建設(shè)區(qū)植被群落的植物種數(shù)﹑蓋度、地上生物量﹑豐富度指數(shù)、土壤含水量、有機(jī)質(zhì)和全氮逐漸升高[48]。還有學(xué)者開(kāi)展了有效利用光伏板收集雨水資源進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉的研究，分析了區(qū)域降雨強(qiáng)度與集雨效率的關(guān)系[49]。關(guān)于光伏板布設(shè)對(duì)風(fēng)力侵蝕方面的研究較少，陳曦等研究表明，光伏陣列中輸沙速率低于開(kāi)闊場(chǎng)地，輸沙率隨高度的增加而減小，在光伏板底部會(huì)形成氣流加速區(qū)，加重底部風(fēng)蝕；光伏板向風(fēng)邊緣區(qū)是光伏電站防止風(fēng)蝕的關(guān)鍵部位；當(dāng)陣列行距為20cm時(shí)陣列輸沙率最高[50-51]。光伏板大小、陣列形式等對(duì)公路坡面降水徑流、水土流失及植物生長(zhǎng)等有正面或負(fù)面影響，其影響程度與區(qū)域氣象條件、坡面穩(wěn)定性、土壤可蝕性及植被特征等因素有關(guān)，但這方面尚缺少研究。此外，公路邊坡穩(wěn)定性通常沒(méi)有考慮光伏板的重力荷載及受風(fēng)力作用的荷載影響，二者在協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)方面尚需適用指南與方法。2.3路域大量布設(shè)光伏設(shè)施影響地表反照率與光環(huán)境，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生光污染與視覺(jué)影響光伏電池封裝的玻璃蓋板等可反射部分陽(yáng)光，產(chǎn)生亮光與眩光，大型光伏裝置的亮光/眩光可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果，如可能對(duì)車輛駕駛?cè)?、空中交通管制員和在附近飛行的飛行員造成危害，導(dǎo)致其不適甚至失能[52]。國(guó)外重點(diǎn)關(guān)注了光伏布設(shè)對(duì)飛行員和空中交通管制人員的潛在危害，如美國(guó)聯(lián)盟航空局報(bào)道每年有10多起空中事故與眩光影響有關(guān)[53]。當(dāng)前，國(guó)外已針對(duì)光伏組件反射的亮光/眩光的危害開(kāi)展研究評(píng)估，開(kāi)發(fā)了相關(guān)分析模型與軟件，可用于評(píng)估和緩解機(jī)場(chǎng)太陽(yáng)能發(fā)電的眩光對(duì)鳥(niǎo)類的潛在危害[54]。此外，還有國(guó)外學(xué)者選擇了不同商家的光伏組件產(chǎn)品，涵蓋光滑到粗糙的表面紋理，測(cè)定了其反射率、表面粗糙度和反射太陽(yáng)光束擴(kuò)展性等，并分析各指標(biāo)對(duì)光伏組件蓋板的透射率、眩光及對(duì)眼睛的影響，從而指導(dǎo)光伏表面紋理的設(shè)計(jì)，提高透射率，并將亮光/眩光降至最低[52]。我國(guó)相關(guān)研究較少，僅有部分學(xué)者針對(duì)高架車站與光伏發(fā)電結(jié)合的光污染治理提出思路[55]，也有研究人員結(jié)合市場(chǎng)上光伏板的減反射特性、反射率，對(duì)建筑光伏一體化應(yīng)用對(duì)城市的光污染進(jìn)行分析[56]，如宮盛男等通過(guò)Ecotect軟件進(jìn)行道路采光對(duì)比模擬實(shí)驗(yàn)，研究了城市道路上方架設(shè)光伏設(shè)備對(duì)道路光環(huán)境的影響，探討了不同支架高度下覆光伏板的最佳鋪設(shè)形式[57-58]。但這種在道路上方布設(shè)光伏板的形式很少見(jiàn)，應(yīng)用范圍也較少。光伏發(fā)電對(duì)視覺(jué)的影響評(píng)價(jià)在國(guó)外取得了一些研究進(jìn)展，主要針對(duì)光伏一體化建筑（BuildingIntegratedPhotovoltaics,BIPV），研究玻璃顏色對(duì)視覺(jué)美學(xué)與舒適度的影響并開(kāi)發(fā)一些影響評(píng)價(jià)的方法[59-60]。這些影響對(duì)公路服務(wù)區(qū)建筑設(shè)計(jì)具有一定參考意義。澳大利亞毗鄰高等級(jí)公路的太陽(yáng)能發(fā)電站建設(shè)案例研究，表明光伏發(fā)電站的施工和運(yùn)營(yíng)對(duì)主干道上的交通流量沒(méi)有產(chǎn)生重大或可測(cè)量的影響，但建設(shè)方為了減少光伏發(fā)電站對(duì)道路交通及周邊居民的光污染影響，主動(dòng)采取了多項(xiàng)措施，包括將視覺(jué)影響確定為高風(fēng)險(xiǎn)，并從多個(gè)視角點(diǎn)進(jìn)行視覺(jué)影響評(píng)價(jià)，通過(guò)在光伏發(fā)電站旁側(cè)種植樹(shù)木以屏蔽視覺(jué)影響[61]。公路光伏設(shè)施對(duì)光環(huán)境影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道，由于公路服務(wù)區(qū)場(chǎng)地大小有限，且主要以慢速交通為主，故光環(huán)境的負(fù)面影響較為可控；在野外布設(shè)時(shí)，結(jié)合既有研究可知，沿公路路域的光污染主要涉及對(duì)駕乘人員視覺(jué)舒適度及對(duì)所經(jīng)區(qū)域的敏感居民區(qū)影響，國(guó)外在光伏對(duì)民航飛機(jī)的影響評(píng)價(jià)及減緩措施方面有一些研究成果，可為公路路域布設(shè)光伏提供參考。此外，對(duì)于光伏產(chǎn)品反射率，尚無(wú)規(guī)范明確要求進(jìn)行標(biāo)識(shí)，只有少數(shù)生產(chǎn)商在產(chǎn)品說(shuō)明上提供相關(guān)指標(biāo)說(shuō)明，這不利于公路行業(yè)科學(xué)選擇相關(guān)產(chǎn)品類型。3公路路域太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)場(chǎng)地微氣候的影響光伏電站改變了傳入能量反射回大氣或吸收、存儲(chǔ)和再輻射的方式，從而對(duì)局地氣溫、相對(duì)濕度、土壤溫度、風(fēng)場(chǎng)、蒸發(fā)量等產(chǎn)生一定影響[62]。光伏板遮陰效應(yīng)在地表形成暗區(qū)，同時(shí)光伏板吸收輻照，影響地表對(duì)能量吸收、存儲(chǔ)以及長(zhǎng)短波輻射的釋放，進(jìn)而改變地表輻射平衡與區(qū)域氣候[63]。在荒漠區(qū)布設(shè)光伏系統(tǒng)的野外，研究顯示光伏電站內(nèi)氣溫較站外高，如美國(guó)的莫哈維沙漠1TW的光伏電站使氣溫上升0.4℃[64]；對(duì)自然沙漠生態(tài)系統(tǒng)的研究顯示，夜間有光伏電站的地表溫度比荒地溫度要高3~4?℃[62]。我國(guó)荒漠區(qū)光伏電站內(nèi)外2m氣溫冬季白天基本相同，春、夏、秋三季白天站內(nèi)明顯高于站外，四季夜晚站內(nèi)2m氣溫值均高于站外，10m氣溫四季白天站內(nèi)均低于站外，10m高度夜晚站內(nèi)空氣相對(duì)濕度大于站外[65]。光伏板遮陰有利于降低下墊面（土壤、空氣）溫度并增加濕度，如依托格爾木大型光伏電站內(nèi)外觀測(cè)資料的研究結(jié)果表明，野外布設(shè)的光伏電站內(nèi)下墊面溫度明顯低于站外[63]；共和盆地荒漠區(qū)光伏電站內(nèi)10cm,20cm,40cm的平均土壤溫度分別較站外降低17.2%,16.75%和16.09%，10cm處的平均土壤濕度增加了71.61%[66]。針對(duì)太陽(yáng)能光伏路面的研究表明，光伏路面的溫度比土壤及瀝青等其他材料路面要低[67]。光伏設(shè)施可減少太陽(yáng)輻射，影響地表溫度與土壤水分。針對(duì)我國(guó)西北地區(qū)光伏應(yīng)用，Wu將能量平衡和水循環(huán)過(guò)程相結(jié)合，定量分析光伏板對(duì)其附近不同位置（區(qū)域）土壤小氣候、水分狀況的生態(tài)水文效應(yīng)，對(duì)隨機(jī)生成的100年氣候時(shí)間序列進(jìn)行模擬綜合建模，研究結(jié)果表明，與對(duì)照區(qū)相比，光伏板中部和前部區(qū)域土壤含水量增加了59.8%~113.6%，土壤溫度降低了1.47~1.66℃，有效含水量是對(duì)照區(qū)的5~7倍，有效輻射量減少了約27%[68]。沙漠上的大規(guī)模光伏太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)還可增加區(qū)域降雨量和植被覆蓋率，但更廣度上的生態(tài)環(huán)境卻出現(xiàn)了退化[69]。綜合來(lái)說(shuō)，關(guān)于光伏電站對(duì)于不同尺度區(qū)域環(huán)境的影響并沒(méi)有定論，其主要機(jī)理是光伏組件的遮擋作用和對(duì)于太陽(yáng)輻射的吸收轉(zhuǎn)換導(dǎo)致地表太陽(yáng)輻射減弱，進(jìn)而作用于周圍環(huán)境，引起生態(tài)環(huán)境氣候變化，物理機(jī)制較為復(fù)雜[70]；光伏電站對(duì)碳排放與地表能量收支平衡有一定的影響，對(duì)相關(guān)地區(qū)地表輻射水平、溫度具有調(diào)節(jié)作用，對(duì)荒漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境具有潛在的正面促進(jìn)作用[71]。光伏板遮蔽下土壤或建筑物溫度總體降低，土壤濕度增大，太陽(yáng)電池板發(fā)熱會(huì)使臨近光伏板空氣溫度升高，光伏地表能量收支差異使氣溫隨著高度增加呈下降趨勢(shì)[62,65]。在高速公路服務(wù)區(qū)等建筑物較多的區(qū)域，通常充分利用建筑物（服務(wù)區(qū)房屋、停車棚等）屋頂布設(shè)光伏系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)，光伏板降低了屋頂溫度與室內(nèi)降溫能耗，如在裝有光伏組件的黑色、白色及有植被的屋頂上較未安裝光伏組件的屋頂日最高氣溫可分別減少16.2℃,4.8℃及8.5℃[72]；夏季具有屋頂光伏組件的建筑物最多可以節(jié)約空調(diào)能源需求8%~12%，從而減少城市“熱島”效應(yīng)[73]。依托相關(guān)模型的推演結(jié)果也顯示，當(dāng)城市屋頂大規(guī)模布設(shè)光伏時(shí)，其降溫效應(yīng)明顯；光伏系統(tǒng)對(duì)環(huán)境降溫效果受光伏效率與布置位置的綜合影響，在涼爽的城市（大量使用高反射屋頂和人行道的城市地區(qū)）和城市太陽(yáng)能光伏陣列高密度部署的假設(shè)情景下，才可能會(huì)發(fā)生一些增溫效應(yīng)[74]。此外，光伏板布設(shè)還會(huì)對(duì)地表風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)生影響，但這方面的研究極少。楊若婷等研究了青海共和盆地固定支架式光伏陣列對(duì)陣內(nèi)風(fēng)場(chǎng)的影響，結(jié)果表明光伏陣列具有導(dǎo)向作用，光伏陣列整體對(duì)風(fēng)速具有減弱作用，且減速率隨高度呈指數(shù)遞增關(guān)系，但20cm高度風(fēng)速減弱作用具有很大的不確定性，甚至出現(xiàn)增強(qiáng)風(fēng)速的作用[75]?？偟膩?lái)看，當(dāng)前光伏對(duì)氣候影響方面的研究主要聚焦于能源及建筑領(lǐng)域，能源行業(yè)主要關(guān)注風(fēng)對(duì)光伏面板的除塵效應(yīng)，及對(duì)光伏陣內(nèi)地表起塵的影響；公路行業(yè)更關(guān)注光伏組件安裝的穩(wěn)定性，避免對(duì)行車安全造成影響。光伏板對(duì)能量的吸收與反射，對(duì)建筑物或地表產(chǎn)生的降溫效應(yīng)，可為公路服務(wù)區(qū)等建筑降溫、降碳設(shè)計(jì)提供借鑒，還可對(duì)多年凍土等特殊生境保護(hù)提供可行手段。同時(shí)，在公路邊坡布設(shè)光伏設(shè)施時(shí)，光伏板風(fēng)荷載的加強(qiáng)會(huì)傳導(dǎo)并影響邊坡的穩(wěn)定性，這方面研究尚待加強(qiáng)。4發(fā)展公路太陽(yáng)能發(fā)電的環(huán)境保護(hù)路線與對(duì)策4.1環(huán)境保護(hù)路線針對(duì)光伏發(fā)電的影響及其在公路行業(yè)利用中存在的問(wèn)題與機(jī)遇，提出技術(shù)發(fā)展與環(huán)境協(xié)同優(yōu)化路線，見(jiàn)圖1。公路路域光伏布設(shè)主要影響氣象條件、路域社會(huì)環(huán)境及自然環(huán)境等方面，公路光伏布設(shè)方案、產(chǎn)品組件類型選擇與光伏陣列等應(yīng)以實(shí)現(xiàn)降低生命周期成本、能耗強(qiáng)度、碳排放強(qiáng)度為目標(biāo)。同時(shí)，針對(duì)光伏組件對(duì)光反射的影響，包括光污染對(duì)野生動(dòng)物和居民區(qū)等光敏感目標(biāo)的影響，可通過(guò)方案優(yōu)化減緩；針對(duì)光伏設(shè)施對(duì)降水資源、微氣候環(huán)境的影響，可從坡面防排水、防護(hù)工程、植物群落、“熱島”效應(yīng)（含凍土保護(hù)）等方面緩解，實(shí)現(xiàn)公路工程與光伏設(shè)施的協(xié)同優(yōu)化。圖1路域太陽(yáng)能發(fā)電站建設(shè)環(huán)境保護(hù)路線圖\t"/CN/10.16503/_blank"Fullsize|PPTslide4.2環(huán)境管理與技術(shù)對(duì)策4.2.1加強(qiáng)不同太陽(yáng)能設(shè)施產(chǎn)品類型與建設(shè)方案生命周期評(píng)價(jià)比選，并強(qiáng)化其對(duì)道路使用者、路側(cè)居民區(qū)或其他敏感建筑光污染評(píng)估與防眩設(shè)計(jì)首先，公路太陽(yáng)能設(shè)施布設(shè)有行業(yè)自身的特殊性，公路系統(tǒng)內(nèi)太陽(yáng)能設(shè)施布設(shè)場(chǎng)地、位置以及地區(qū)經(jīng)緯度、坡向不同，太陽(yáng)能資源等也有較大差異，設(shè)施發(fā)電效率、土地利用效率、公路系統(tǒng)內(nèi)部耗能特征及系統(tǒng)內(nèi)外電力調(diào)配機(jī)制和方案等均會(huì)影響公路太陽(yáng)能發(fā)電效益；不同太陽(yáng)能技術(shù)與建設(shè)方案的生命周期成本與收益也有較大差異，亟需開(kāi)展相關(guān)評(píng)估與緩解效應(yīng)研究。其次，不同于獨(dú)立建設(shè)的公路與光伏電站工程，公路光伏電站建設(shè)涉及駕乘舒適性，甚至生命安全。我國(guó)能源行業(yè)規(guī)范《光伏發(fā)電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（NB/T32001—2012）要求在光伏發(fā)電站環(huán)境評(píng)價(jià)中納入光污染評(píng)價(jià)，卻對(duì)如何評(píng)估光污染并沒(méi)有規(guī)范的方法。光污染防治標(biāo)準(zhǔn)尚未正式立法，但國(guó)內(nèi)外已有一些研究實(shí)踐可供借鑒，且公路行業(yè)對(duì)開(kāi)展光環(huán)境影響評(píng)估更迫切，需要強(qiáng)化研究，探索相關(guān)方法的適用性，為理順發(fā)展機(jī)制奠定基礎(chǔ)。再次，太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)品類型多，不同類型的產(chǎn)品對(duì)公路的適用性有差異，需要制訂相關(guān)適用指南。有學(xué)者通過(guò)對(duì)跟蹤式與固定式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究，建議公路行業(yè)以跟蹤式為主開(kāi)展技術(shù)的推廣應(yīng)用[76]，但卻未見(jiàn)相關(guān)應(yīng)用研究與實(shí)施效果的報(bào)道或評(píng)價(jià)。最后，從國(guó)外路域太陽(yáng)能設(shè)施發(fā)展來(lái)看，僅有個(gè)別光伏電站案例在路側(cè)實(shí)施，且開(kāi)展了大量的調(diào)查評(píng)價(jià)與視覺(jué)遮擋處理，反映出其對(duì)毗鄰公路區(qū)域布設(shè)光伏電站極為慎重。交通行業(yè)裝機(jī)容量大，總體環(huán)境影響與環(huán)境效益不容忽視，需強(qiáng)化其對(duì)道路使用者、路側(cè)居民區(qū)或其他敏感建筑的光污染評(píng)估，同時(shí)結(jié)合公路所經(jīng)區(qū)域的光環(huán)境敏感度，綜合考慮光伏板陣列、傾角與行車視線、太陽(yáng)入射角度變化之間的關(guān)系，提高防眩設(shè)計(jì)能力，以緩解大規(guī)模布設(shè)光伏設(shè)施的光環(huán)境污染。4.2.2防止大規(guī)模太陽(yáng)能設(shè)施建設(shè)對(duì)周邊保護(hù)區(qū)敏感鳥(niǎo)類與昆蟲(chóng)的光學(xué)誘導(dǎo)吸引致死，強(qiáng)化產(chǎn)品類型準(zhǔn)入門檻光伏組件對(duì)光環(huán)境、偏振光污染影響效應(yīng)差異大，造成動(dòng)物致死方面也有差異，公路行業(yè)亟需建立產(chǎn)品的準(zhǔn)入門檻，并盡量避開(kāi)相關(guān)敏感鳥(niǎo)類分布區(qū)。如，聚光型發(fā)電站將太陽(yáng)光反射于空域（“太陽(yáng)通量”），導(dǎo)致飛入太陽(yáng)塔周圍空域的昆蟲(chóng)與鳥(niǎo)類被燒死[77]；大規(guī)模晶體硅光伏板布設(shè)在陽(yáng)光照耀下會(huì)產(chǎn)生類似湖面的反射效果，使上空遷徙的水鳥(niǎo)產(chǎn)生誤判，進(jìn)入光伏陣列而致死[26]。在一些鳥(niǎo)類保護(hù)區(qū)，依賴水面起飛和降落的專水性鳥(niǎo)類占比可達(dá)90%以上，在毗鄰這些區(qū)域的光伏電站可能會(huì)因鳥(niǎo)類飛入光伏陣列而大量死亡[45,78]。光伏玻璃與空氣之間界面大約4%的太陽(yáng)光被反射[45,78]；在自然環(huán)境中，反射率與太陽(yáng)光入射角有關(guān)，當(dāng)入射角增加到70°時(shí)，光伏玻璃表面的反射率可達(dá)27%[79]。光伏電池的減反射性能，尤其是減反射膜的減反增透特性、在復(fù)雜氣候條件下的穩(wěn)定性、耐候性、機(jī)械強(qiáng)度及多功能特性（如自清潔、防塵抗污和防潮等）等方面一直是材料科學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[30]。減反射膜是一層折射率介于空氣和玻璃板之間的光學(xué)薄膜，能減少或消除光學(xué)元件表面的反射光，增加透光量[80]。此外，光伏電池表層封裝材料的厚度、表面結(jié)構(gòu)、紋理等也會(huì)影響其透射率與反射性能[81]。雖然上述研究的目的在于提高太陽(yáng)能利用效率，但隨著減反射性能的提高，也能有效減少光污染。如研究表明，采用能提高太陽(yáng)能電池板能效的抗反射涂層，可減少其反射的偏振光量及對(duì)水生昆蟲(chóng)的吸引力[82]。防眩光涂層玻璃與抗反射涂層玻璃具有相似的透射率特性，但由于漫反射，兩者輸出功率相似時(shí)，防眩光涂層玻璃的反射率高于抗反射涂層玻璃，亮度值卻可降低約90%[83]。此外，通過(guò)模擬某些具有出色光捕獲特性的花卉花瓣表面的分層微/納米質(zhì)地，將其應(yīng)用復(fù)制到光伏聚合物覆蓋層，較無(wú)涂層玻璃覆蓋層功率輸出可增加5.4%[84]；通過(guò)對(duì)偏振敏感馬蠅（雙翅目虻科）和蜉蝣屬（蜉蝣目蜉蝣科）的野外實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)生物復(fù)制的覆蓋層對(duì)這些物種幾乎沒(méi)有吸引力，可有效減少偏振光污染，從而將對(duì)偏振敏感水生昆蟲(chóng)生態(tài)和保護(hù)的不利影響降至最低[85]。還有研究揭示，具有非極化白框和白柵格的太陽(yáng)能電池吸引的昆蟲(chóng)數(shù)量?jī)H是沒(méi)有白色邊框的光伏板吸引昆蟲(chóng)數(shù)量的0.4%~0.9%[39]。總的來(lái)說(shuō)，不同太陽(yáng)能設(shè)施產(chǎn)品反射性能指標(biāo)差異大、對(duì)野生動(dòng)物的影響方式也不同。一些光伏發(fā)電技術(shù)并不適于在公路行業(yè)推廣，一些發(fā)電技術(shù)則需根據(jù)公路的特點(diǎn)及周邊生態(tài)環(huán)境敏感性進(jìn)行調(diào)整，避免成為鳥(niǎo)類等野生動(dòng)物致死的陷阱。同時(shí)，當(dāng)前不同太陽(yáng)能技術(shù)在公路行業(yè)尚存在較大的模糊地帶，尤其在生態(tài)敏感區(qū)域的大規(guī)模應(yīng)用對(duì)濕地保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)等存在偏振光或水面誤導(dǎo)影響的潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此需要開(kāi)展系統(tǒng)化評(píng)價(jià)，并建立規(guī)范流程，規(guī)避或降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。此外，從筆者開(kāi)展的市場(chǎng)調(diào)查來(lái)看，當(dāng)前只有少數(shù)光伏板生產(chǎn)廠家提供了反射率性能指標(biāo)，大多市售產(chǎn)品的相關(guān)性能不詳，交通部門可通過(guò)規(guī)范要求公路行業(yè)應(yīng)用提供相關(guān)性能的說(shuō)明。4.2.3加強(qiáng)太陽(yáng)能發(fā)電與公路行業(yè)的深度融合與協(xié)同優(yōu)化，最大程度地發(fā)揮太陽(yáng)能發(fā)電供能、降溫、減蝕等方面的積極效益太陽(yáng)能設(shè)施組件類型多，電池減反射性能差異大，不同類型產(chǎn)品環(huán)境效益、功率溫度系數(shù)、短路電流、開(kāi)路電壓、單位功率面積、單位功率質(zhì)量、電池?cái)?shù)量、工作溫度和壽命、生命周期成本、能源回收期、能耗回收比等均有較大差異[86]。公路行業(yè)可充分發(fā)揮光伏發(fā)電在緩解氣候變化、實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域CO2排放控制目標(biāo)、保護(hù)凍土、防護(hù)邊坡穩(wěn)定性等方面的積極效應(yīng)，制訂具有區(qū)域性、行業(yè)性指導(dǎo)意義的建設(shè)指南，指導(dǎo)工程實(shí)踐。光伏組件會(huì)改變坡面匯流形態(tài)、風(fēng)力荷載、重力荷載，其影響與公路建設(shè)形式（涉路補(bǔ)建或同步建設(shè)）、風(fēng)力或暴雨條件、土質(zhì)條件等密切相關(guān)。不同坡面的穩(wěn)定性、水土流失特征等差異較大，需要開(kāi)展相關(guān)研究，制訂發(fā)展對(duì)策。太陽(yáng)能發(fā)電本身可以替代化石能源消耗，起到緩解氣候變化的作用，加強(qiáng)公路系統(tǒng)能源利用調(diào)配對(duì)提升發(fā)電效益具有重要意義。太陽(yáng)能發(fā)電可為路域沿線設(shè)施用電、路域節(jié)水灌溉等提供清潔能源，同時(shí)可基于光伏板遮陰效應(yīng)、發(fā)電效應(yīng)，探索其在保護(hù)凍土路基穩(wěn)定方面新的技術(shù)路徑；光伏板可改變水流流態(tài)，對(duì)降水資源重新分配，可利用其導(dǎo)排水流的集雨效應(yīng)，探索有效促進(jìn)干旱半干旱區(qū)植被恢復(fù)的新方法。4.2.4化解交叉行業(yè)環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)，協(xié)同推進(jìn)環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理的科學(xué)化、規(guī)范化進(jìn)程太陽(yáng)能組件對(duì)包括野生動(dòng)植物在內(nèi)的路域生態(tài)系統(tǒng)、水土流失、光環(huán)境等均會(huì)產(chǎn)生較大影響，這些影響具有行業(yè)交叉特性，交通與能源行業(yè)的環(huán)境影響特征存在一定差異，環(huán)境影響評(píng)價(jià)要求與緩解措施也有所不同?！豆夥l(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50797－2012）規(guī)定電站建設(shè)應(yīng)根據(jù)國(guó)家和地方環(huán)境保護(hù)行政主管部門的要求進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，所在地為山區(qū)、丘陵等水土易流失區(qū)域時(shí)，應(yīng)按國(guó)家相關(guān)規(guī)定編制水土保護(hù)方案。協(xié)調(diào)好交通行業(yè)發(fā)布的《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》（JTGB03—2006）、能源行業(yè)發(fā)布的《光伏發(fā)電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（NB/T32001—2012）、生態(tài)環(huán)境部對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的要求等，需要進(jìn)一步理順相關(guān)機(jī)制，化解交叉行業(yè)的環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)。公路光伏的大規(guī)模發(fā)展為公路行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)帶來(lái)了機(jī)遇。隨著各地“自用為主，余電上網(wǎng)”型分布式光伏的分批建成并形成規(guī)模，其對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境、水土流失、電磁輻射與光輻射等的影響，以及對(duì)區(qū)域環(huán)境影響的特征也會(huì)隨之發(fā)生改變。交通部門需加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化與能源、生態(tài)環(huán)境部門間的溝通協(xié)作，建立公路與光伏協(xié)同發(fā)展的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，健全環(huán)境影響評(píng)價(jià)與管理機(jī)制，奠定交通與能源深度融合的法制基礎(chǔ)；在技術(shù)發(fā)展對(duì)策上，制定具有可持續(xù)性的區(qū)域性建設(shè)發(fā)展指南，提高公路光伏能效指標(biāo)，緩解光伏與環(huán)境的潛在沖突；加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)上各類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)等研究，篩選出能切實(shí)與交通行業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)相結(jié)合的，滿足公路防眩、視覺(jué)美學(xué)與舒適度、生態(tài)環(huán)保、發(fā)電效率等方面的需求特征，并能充分為未來(lái)性能提升預(yù)留發(fā)展空間的技術(shù)指標(biāo)要求；重點(diǎn)加強(qiáng)交通行業(yè)對(duì)光伏技術(shù)、產(chǎn)品及布設(shè)規(guī)劃方案的引導(dǎo)，發(fā)揮光伏發(fā)電緩解行業(yè)氣候變化影響效應(yīng)，利用光伏發(fā)電供能、光伏板遮陰土壤溫濕度調(diào)節(jié)、光伏板導(dǎo)排雨水徑流效應(yīng)等，促進(jìn)多年凍土路基防護(hù)，優(yōu)化脆弱區(qū)邊坡水蝕防護(hù)，并促進(jìn)植被恢復(fù)等積極效應(yīng)，保障公路生態(tài)環(huán)境的服務(wù)功能。5結(jié)束語(yǔ)公路與能源行業(yè)對(duì)于環(huán)境的影響特征、環(huán)境管理方式各有不同，目前研究主要集中在各行業(yè)的獨(dú)立影響層面，公路與太陽(yáng)能設(shè)施的綜合環(huán)境影響研究還很少。設(shè)施的疊加對(duì)路域及路外生物多樣性帶來(lái)的影響、適用的產(chǎn)品類型技術(shù)及其生命周期成本、技術(shù)應(yīng)用對(duì)公路地質(zhì)/氣候/運(yùn)輸安全的影響等方面，均需要開(kāi)展大量的研究，提出相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法與技術(shù)指南，全方位厘清公路太陽(yáng)能發(fā)電的環(huán)境影響，真正實(shí)現(xiàn)交通與能源深度融合以及交通可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)[1]交通運(yùn)輸部公路局.綠色公路建設(shè)技術(shù)指南[M].北京:人民交通出版社股份有限公司,2020.本文引用[1][2]學(xué)庸.高速公路上的光伏系統(tǒng)[J].太陽(yáng)能,1993(2):21.本文引用[1][3]王強(qiáng),徐德林.高等級(jí)公路應(yīng)急電話太陽(yáng)電池光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].建設(shè)科技,2003(5):47-48.本文引用[1][4]劉東洋.太陽(yáng)能光伏供電在高速公路監(jiān)控中的應(yīng)用探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(25):253.本文引用[1][5]田盟剛.高速公路隧道太陽(yáng)能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2012.本文引用[1][6]陳嘉璇,張玉坤,張文,等.高速公路光伏收費(fèi)站設(shè)計(jì)——以山西省太原地區(qū)高速公路收費(fèi)站為例[J].建筑節(jié)能,2017,45(9):19-24.本文引用[2][7]李建,藍(lán)章禮,王裕先,等.高速公路綠化帶光伏智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].節(jié)水灌溉,2014(7):79-82.本文引用[1][8]簡(jiǎn)麗,楊艷剛,李振洋.分布式太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電在高速公路服務(wù)區(qū)的應(yīng)用效果研究[J].公路,2017,62(2):210-213.本文引用[1][9]陳春紅.高速公路服務(wù)區(qū)停車場(chǎng)儲(chǔ)能式充電站的解決方案[J].公路,2017,62(7):241-243.本文引用[2][10]沈恂達(dá).太陽(yáng)能(高速)公路綜述[J].中國(guó)交通信息化,2015(5):125-132.本文引用[1][11]梁森,李烜,常園園,等.可調(diào)光伏太陽(yáng)能聲屏障[J].噪聲與振動(dòng)控制,2009,29(3):66-68.本文引用[1][12]楊鵬浩,陳詩(shī)璇,肖建偉.高速公路邊坡太陽(yáng)能研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望綜述[J].科技與創(chuàng)新,2020(17):19-21.本文引用[2][13]梁有偉,胡志堅(jiān),陳允平.分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù),2003(12):71-75.本文引用[1][14]ACKERMANNT,ANDERSSONG,S?DERL.Distributedgeneration:adefinition[J].ElectricPo-werSystemsResearch,2001,57(3):195-204.本文引用[1][15]蘇劍,周莉梅,李蕊.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的成本/效益分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013,33(34):50-56.本文引用[1][16]湖北省交通投資集團(tuán).湖北:百個(gè)高速公路沿線光伏發(fā)電站并網(wǎng)[EB/OL].(2018-12-04)[2023-04-20]./article/html/energy-2275869.shtml.本文引用[1][17]雷乃金,盧道勇,戴德江,等.風(fēng)光互補(bǔ)型公路隧道智能照明系統(tǒng)在高速公路隧道上的應(yīng)用研究[J].湖南交通科技,2018,44(1):157-161.本文引用[1][18]張俊.“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”智慧能源微電網(wǎng)在高速公路建筑物上的應(yīng)用研究[J].中國(guó)高新科技,