光伏路面的简易制备及其耐久性研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

随着传统化石能源的逐渐短缺和环境污染问题日益严重,对太阳能清洁能源开发利用的“金太阳”工程得到越来越广泛的关注。低碳、环保是进入21世纪后世界经济发展的主题,随着近年来我国新能源产业的蓬勃发展,传统的交通产业即将迎来一场能源变革。

光伏路面,作为交通产业与新能源产业的结合、将路面收集的太阳能转化为电能的新理念,在2017年12月的济南被付诸实践,一条全长1080m的光伏路面预计全年发电量可达到100万度,但由于路面存在的诸多问题,运行半年后被拆除。这意味着现阶段光伏路面的研究领域蕴藏巨大的能源效益,同时设计上的改进迫在眉睫,因此探索一种高耐久性的光伏路面制备方法具有重要的经济意义和环保价值。同时,据估计我国道路占地面积接近10万km2,其大部分空间仅供人们出行和车辆行驶之用,具有占地面积大且功能单一的特点,而路面开放的空间一年四季都要经受太阳的曝晒,必然存在巨量太阳能可资利用。因此,如何低成本规模化开发利用路面太阳能并扩展路面功能值得深入研究。

近年来,为了实现绿色道路,如含沥青再生和太阳能沥青路面,人们进行了实施性研究,通过获取太阳能在路面上产生热量。在这方面,科学家们相信在道路上储存太阳能并将其转化为电能和热能是可能的。以往关于太阳能在道路上的应用以获取热能的工作重点是使用沥青路面作为太阳能集热器。沥青太阳能集热器的第一个想法可以追溯到1979年。沥青太阳能集热器作为融雪系统的早期应用之一是瑞士的SERSO系统。Gaia融雪系统类似于SERSO,是1995年在日本安装的一种自动操作系统,对沥青太阳能集热器作为融雪系统进行了研究,并建立了基于模型的智能路面性能预测数学模型。

路表的太阳能转换是减少环境污染的理想技术以及可变信息标志(VMS)、道路照明和交通信号的辅助能量需求。最近,美国爱达荷州该公司设计了一种带有发光二极管(LED)的电子系统,可为道路照明,使夜间行车更安全。研究人员还设计了一个表面加热元件(如汽车后窗的除霜线),以防止寒冷气候下的冰雪堆积。太阳能公路是一种智能公路系统,它配备了一个由微处理器单元组成的控制器,该控制器可以激活灯光,并与公路车辆进行通信。

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