顶棚式光伏路网

■湖南省长沙县职业中专学校 张勇军

光伏路面是利用公路、铁路等路网的太阳光能发电，但这种把光伏电池板铺在路面下的方式有很多缺陷。比如，电池板易损坏、铺设光伏路面成本高、发电效率易受环境影响等。所以，我提出了光伏顶棚的设想。

一、光伏顶棚的优势

南北向公路光伏顶棚基本结构

1.造价远低于光伏路面，比光伏路面更耐用，发电效率更高。

2.将光伏顶棚安装在路网上，既不会破坏生态，又不会影响农业生产，光伏顶棚发电装置与车辆互不影响。由于没有遮挡物，光伏顶棚的电池板能满负荷工作，最大限度地把光能转化成电能。

3.在夏季，光伏顶棚能为路面上的汽车遮阳，降低车体温度，减少车主开空调的时间，节约能源。路面不用经受烈日炙烤，减缓了路面老化的速度。在冬季，光伏顶棚能遮挡雨雪，保持路面良好的通行效率，由于不用在路面撒盐除冰，不会造成生态污染。

4.能杜绝在雨季雨水长时间浸泡路面和路基的状况，降低路基、路面的维修、维护费用。

5.路网被光伏顶棚遮挡，对战时调动军队、运送装备有一定的隐蔽作用。

6.促使国内略显过剩的光伏产能得到释放，有利于光伏产业技术升级。光伏顶棚采用钢铁骨架构建，能促进钢铁产业的发展。

7.有利于收集雨水，能实现雨污分流，对雨季调节洪涝及干旱地区合理调配水资源具有重大意义。

8.光伏发电的规律和人类作息时间高度吻合，每天的发电时间就是绝大多数工厂、学校、机关、商铺等的工作时间，能缓解目前用电高峰期电力供应不足的问题。

9.覆盖光伏顶棚后，路网进入电气时代，能及时为电动汽车充电。

二、实施方案

架设光伏顶棚的场所主要是高速公路、国道及电气化普铁、高铁。

（一）高速公路、国道

东、西向高速公路光伏顶棚设置示意图

1.高速公路和国道光伏顶棚最低处必须大于或等于6米，道路两旁不能种植乔木之类的行道树，这样既能留足通行空间，又能保证行车时有足够的光线和视野。

2.无论道路是东、西向还是南、北向，光伏顶棚上的电池矩阵均应安装成多列北面高、南面低的坡面，列与列之间设置天沟，用来收集雨水或融化的雪水，并将其导入路旁的雨污分离管道集中利用。在天沟两边设置通气槽，让光伏顶棚既能挡雨雪，又不妨碍空气流通，也能将汽车高速行驶时的气流扰动幅度降到最小。

3.光伏电池阵列坡度宜在理论采光范围内（如长沙市的矩阵倾角为30度左右），既能保证有效光照时长，获得最佳发电效率，又能让冰雪自动滑落，减少顶棚的承载压力。

（二）电气化铁路

电气化铁路如普铁、高铁的光伏顶棚要有较好的抗风雪能力，与地面的距离高于目前供电线的高度即可。