顶棚式光伏道路模型。受访者供图

“顶棚式光伏路网能够保护路面路基、减少维护成本、消除冰冻保障冬季道路通行能力，最重要的是发电潜力巨大，只要在铁路、高速公路、国道上建成，即可满足能源需求。”6月15日，长沙县职业中专双创工作室负责人张勇军谈到和学校师生团队共同发明的“顶棚式光伏道路”，话匣子立马打开了。该发明不仅在省市级科技创新大赛中斩获不少奖牌，最近还获得了国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。

经济越发展，对能源的需求越旺盛，全世界都把解决能源危机的希望寄托在更清洁的可再生能源上。相比风能、潮汐能、水能、核能等，光伏太阳能有着自己的优势，近几十年来，多地尝试了不同的应用方式，如光伏路灯、光伏扶贫、分散式百兆瓦光伏电站等。

“这几年，把电池板安装在高速公路路面上成为新的应用方向之一，目前，法国、美国、中国等国已建有部分光伏路面试验路段，但存在建设维护成本高、发电效率低等问题。”张勇军介绍，光伏顶棚安装在路网上，既不破坏原有生态又不影响农业生产，也不影响路面上车辆正常行驶。一方面，没有物体阻挡照射到光伏顶棚上的光线，电池板能满负荷工作，最大限度地把光能转化成电能；另一方面，光伏顶棚能使路面免受烈日炙烤，还能遮挡雨雪保证路面干燥，使路面使用寿命延长、维护成本降低。

记者看到，在顶棚式光伏道路模型上，深蓝色的电池矩阵鱼鳞状一排排铺设，两排之间留有一定距离，光线可以照到路面，避免影响行车视线。其根据不同朝向均安装成多列北面高南面低的坡面，列与列之间设置了收集雨雪的天沟，在天沟两边设置通气槽，做到光伏顶棚能挡雨雪但不挡空气流动，将高速汽车扰动的气流影响降到最小。

“一开始是从学生科技创新大赛上的作品，如光伏路灯、光伏车站等得到启发，但当时觉得这些应用都是‘小确幸’项目。为什么不能用作发电设备呢？后来查阅相关资料，才考虑设计顶棚式光伏道路。”张勇军说，光伏顶棚覆盖路网后，有望帮助电动汽车突破充电时间长、续航里程不够的行业瓶颈。在电气化路网行驶的电动汽车除了到充电桩充电外，还可以是边跑边充电的接触网供电（方）式，像高铁一样。这种在车辆行进中供电的方式，让长途大客车和大货车也可以实现（全）电驱动。

张勇军透露，目前团队已就电动汽车边跑边充电项目单独申请了发明专利，“据我们测算，随着光伏发电技术的进步，光伏效率可以达到或者超过30%，其发电量即可翻倍。”