新型路面能源利用實踐與思考1第六屆全國瀝青路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)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(yīng)用現(xiàn)狀三、光伏道路研究與應(yīng)用現(xiàn)狀四、能源道路設(shè)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)保可持續(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(yīng)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(fēng)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(qiáng)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(qiáng)國綱要》指出：強(qiáng)化節(jié)能減排和污染防治

優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)新能源、清潔能源應(yīng)用，促進(jìn)公路貨運(yùn)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?！秶揖C合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》提出：推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與運(yùn)輸服務(wù)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(jī)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(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)械能——壓電路面：變形→電，壓電效應(yīng)集中于壓電材料制備，尤其是壓電陶瓷、壓電復(fù)合材料；壓電技術(shù)主要應(yīng)用于傳感器電能供應(yīng)；研究方法多采用建模和仿真，研究重點(diǎn)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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀壓電路面存在的問題—路面結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的層狀結(jié)構(gòu)

？√ ？預(yù)制裝配式路面結(jié)構(gòu)？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(yīng)用現(xiàn)狀太陽能——集熱路面：光→熱，介質(zhì)——熱電路面：光→熱→電，塞貝克效應(yīng)，溫差14三、光伏道路研究與應(yīng)用現(xiàn)狀太陽能——光電路面光→電，光伏效應(yīng)15三、光伏道路研究與應(yīng)用現(xiàn)狀Solar

RoadwaysSolaRoad16三、光伏道路研究與應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dāng)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(dāng)溫度達(dá)到一定高度時，光伏電池易損毀19三、光伏道路研究與應(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀光伏路面存在的問題

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路面路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度表面保護(hù)材料既要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(shè)計探索與實踐能源道路設(shè)計方法因地制宜按需設(shè)計22四、能源道路設(shè)計探索與實踐光伏/熱一體化路面（PIPVT）23四、能源道路設(shè)計探索與實踐“動靜結(jié)合”壓電道路24四、能源道路設(shè)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(shè)計探索與實踐在不斷地試錯中調(diào)整向前！

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