道路新型能源利用思考與實踐

新型路面能源利用實踐與思考第六屆全國瀝青路面建設與養(yǎng)護技術研討會主要內(nèi)容一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式二、壓電道路研究與應用現(xiàn)狀三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀四、能源道路設計探索與實踐2一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式背景一：車的變革告別馬車時代汽車開始普及綠色環(huán)?？沙掷m(xù)告別信息孤島自動駕駛時代3新能源汽車時代一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式4“路”的未來是適應新能源汽車和自動駕駛的智能道路泥濘土路寬敞大道背景二：路的變革—由車引發(fā)智能道路一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式5背景三：能源短缺2019年中國的一次能源探明儲量：一次能源探明儲量占世界總量比例儲產(chǎn)比（年）石油259億桶/35億噸1.5%18.7天然氣6.1萬億立方米3.1%37.6煤炭1388.19億噸13.2%382019年中國發(fā)電量總量7503.4TWh，其中可再生能源發(fā)電：可再生能源風能太陽能其他發(fā)電總量發(fā)電量（TWh）405.7233.814292058.5一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式620162017

20182019202030%320萬輛交通能消占比高背景三：能源短缺化石能源不可再生50年新能源汽車發(fā)展強勁一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式7背景四：政策指向《交通強國綱要》指出：強化節(jié)能減排和污染防治

優(yōu)化交通能源結構，推進新能源、清潔能源應用，促進公路貨運節(jié)能減排，推動城市公共交通工具和城市物流配送車輛全部實現(xiàn)電動化、新

能源化和清潔化。《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》提出：推進交通基礎設施網(wǎng)與運輸服務網(wǎng)、信息網(wǎng)、能源網(wǎng)四網(wǎng)融合發(fā)展。一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式8行人或車輛行駛產(chǎn)生的振動機械能

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太陽能一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式9一、道路交通系統(tǒng)能源利用形式10二、壓電道路研究與應用現(xiàn)狀機械能——壓電路面：變形→電，壓電效應集中于壓電材料制備，尤其是壓電陶瓷、壓電復合材料；壓電技術主要應用于傳感器電能供應；研究方法多采用建模和仿真，研究重點是輸出功率壓電換能器的能量輸出變化規(guī)律的探索，如荷載越大、速度越大，其輸出功率越大；壓電換能器采用不同的材料與結構，其輸出功率差異較大，數(shù)量級可從μW→mW→W；11二、壓電道路研究與應用現(xiàn)狀壓電路面存在的問題—壓電換能器防水性、耐疲勞性與路面材料剛度的兼容性橋型堆疊式懸臂梁式樁型可以增加發(fā)電量絕緣封裝12二、壓電道路研究與應用現(xiàn)狀壓電路面存在的問題—路面結構傳統(tǒng)的層狀結構

？√ ？預制裝配式路面結構？協(xié)同換能材料與路面材料研究尚未一體化

13三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀太陽能——集熱路面：光→熱，介質——熱電路面：光→熱→電，塞貝克效應，溫差14三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀太陽能——光電路面光→電，光伏效應15三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀Solar

RoadwaysSolaRoad16三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀光伏停車場

美國

2014光伏公路

法國

2016光伏自行車道

荷蘭

2014光伏人行道

中國

2016園區(qū)光伏試驗路

中國

2017光伏高速公路

中國

201717三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀光伏路面存在的問題

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光伏電池理想狀態(tài)下，多數(shù)發(fā)電效率<30%；18三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀光伏路面存在的問題

—光伏電池受光照條件限制：理論上，光照越充足，發(fā)電效率越高但是溫度升高、效率降低太陽能電池板的峰值溫度系數(shù)一般在-0.38~0.44%/℃之間當溫度上升的時候，太陽能電池板的發(fā)電效率降低光伏組件工作溫度范圍：-40~80℃當溫度達到一定高度時，光伏電池易損毀19三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀光伏路面存在的問題

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路面車輛行駛產(chǎn)生的陰影20三、光伏道路研究與應用現(xiàn)狀光伏路面存在的問題

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路面路面結構強度表面保護材料既要滿足結構強度要求，又要提供足夠的抗滑能力,還要滿足透光需求21四、能源道路設計探索與實踐能源道路設計方法因地制宜按需設計22四、能源道路設計探索與實踐光伏/熱一體化路面（PIPVT）23四、能源道路設計探索與實踐“動靜結合”壓電道路24四、能源道路設計探索與實踐自供能無線充電路面發(fā)射端電路板接受端電路板縮尺模型25四、能源道路設計探索與實踐在不斷地試錯中調整向前！

26智慧城市智能城市智能交通能量流動、物質循環(huán)、信息傳遞智能道路能源道路一種具備感知、會思考、會進化、有溫度的夢中之城正在逐漸成為現(xiàn)實四、能源道路設計探索與實踐27連續(xù)11年被評為“百種中國杰出學術期刊”“耐久性路面”專刊牽頭專家：呂松濤教授（長沙理工大學）組稿專家：王大為教授（哈爾濱工業(yè)大學）、肖飛鵬教授（同濟大學）、王朝輝教授（長安大學）、朱洪洲教授（重慶交通大學）專刊特邀評審專家：鄭健龍院士(長沙理工大學)、王旭東教授(交通運輸部公路科