2017年12月28日，全球首段光伏高速公路在山东济南亮相。该光伏公路总长度1080米，预计年发电量为100万千瓦时。随着该光伏高速公路的正式投入使用，光伏公路技术受到了更多的关注。本文将通过相关专利技术的梳理，帮助您初步了解和认识光伏公路技术。
1、光伏公路简介
光伏公路是将光伏发电组件铺设到公路路面，并在其上覆盖透光材料使其满足路面行驶性能要求。路面的光伏发电组件将太阳能转化为电能，直接并入电网或通过能量存储装置进行存储。
光伏公路的应用能够带来许多的好处：
（1）公路路面能够提供大量开阔无遮挡的光伏装机面积，为光伏产业提供又一发展良机；
（2）利用光伏公路产生的电能，可以为道路提供照明和指示标记等，还可以利用电加热自动融除路面积雪，防止结冰；
（3）配合无线充电装置，未来可实现对路面行驶车辆的移动充电，配合智能设备，可实现路面交通的智能化。
2、专利申请量分析
基于Incopat专利数据库，截止2018年2月8日全球范围内共检索到涉及光伏公路技术的专利申请44件。
光伏公路技术最早出现在1996年的德国专利DE29612404U1中。但随后很长一段时间内仅有少数几件相关专利申请出现。伴随着美国、荷兰和法国在相关技术上的推动以及应用实践，从2014年光伏公路技术开始受到关注，申请量逐步增加，2016和2017年申请量更是快速增长。
从检索到的专利申请来看，中国在光伏公路方面的专利申请量占比超过了80%，这也反映出光伏公路技术在中国的受关注程度。
申请人方面，光伏公路的专利申请较为分散，仅长沙理工大学和绍兴兰亭太阳能科技有限公司专利申请较多。可见此领域技术集中程度不高，尚有较大的创新和专利布局空间。
专利申请类型方面，发明专利申请在光伏公路领域数量占比较大，由此可见其技术创新度相对较高，但由于多数发明为近两年的申请，所以大都处于实质审查中的状态。
3、专利技术分析
光伏路面通常为层状结构，自上而下包括：透明/半透明保护层、光伏发电层以及路面基础层。其中保护层材料是光伏公路的技术难点之一，其不但要具有高强度，保护其下方的光伏发电组件不受损坏，同时还要具有防滑、耐磨特性，满足车辆行驶、制动的需要，最重要的是其还必须具有透光的特性。
目前专利技术中，保护层材料最普遍采用的是钢化玻璃，如CN206887686U、CN206887678U、CN106868978A等，通常会对最上层玻璃做防滑磨砂处理，也可以采用多层钢化玻璃、夹胶玻璃，以增强对下层结构的保护。
CN203788218U与CN103929119A选择有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）作为保护层材料。有机玻璃同样具有较高的强度，还具有比玻璃更优异的抗碎裂性能、透光性能以及耐腐蚀性能，同时还具有更轻的质量以及更适宜的成本。
CN107419636A\CN107021671A\CN106592374A等采用透明树脂混凝土作为保护层材料。所述透明树脂混凝土由透明树脂、玻璃微粒、二氧化硅等材料组成，具有与混凝土相类似的施工性能，满足保护层材料各项性能需求的同时，更便于现场施工以及对破损保护层的修复。
除保护层材料外，CN107056167A在光伏发电层与路面基础层间增加缓冲层，以防止光伏发电组件在路面载荷作用下与硬质的基础层直接接触而损坏。CN107163340A在光伏发电层与路面基础层间增加防潮层，防止地层中的水汽损坏发电组件。
应用方面，CN206673665U在光伏路面中设置了电磁感应发射线圈，可对行驶车辆进行充电，CN107254816A同时还设置了行驶引导线，可实现车辆的自动驾驶。CN106677005A、CN107059534A通过设置加热单元可融化路面冰雪。CN107142815A则基于光伏路面实现了交通监控的智能化。
4、光伏公路的应用实践
光伏公路的研究最早始于美国，由Scott Brushaw和Julie夫妇在2006年提出，并于2013年在一停车场路面上启动了试点项目。他们的研究得到了政府的大力支持，美国能源局、美国联邦公路管理局等多次对其进行研究经费专项拨款。目前，政府已经批准他们在美国著名的66号公路上铺设光伏路面，但仅限于人行道。
全球第一条光伏公路位于荷兰北部城市克罗曼尼，于2014年由荷兰应用科学研究院、皇家Imtech科技公司等联合开发建造。道路并不长，仅有70米，宽度为2米，所发电能可供路灯、交通灯、路标等使用。但是，目前该道路只能允许行人和自行车通行，并不对车辆开放。
全球第一条允许汽车通行的光伏公路于2016年底在法国图鲁夫尔建成。虽然该公路长度仅1公里，且图鲁夫尔气候并不晴朗，但是这条光伏公路已经足够为小镇所有的路灯供电。2016年初法国政府就已宣布正式开启光伏公路项目，未来5年，法国将修建全球里程最长的光伏公路，总里程达966公里，分布于法国各地，能为500万人提供太阳能电力。
除济南光伏高速公路外，中国首条超级高速公路——杭绍甬高速公路计划于2022年建成通车，其将通过路面光伏发电，为电动车提供有桩充电服务，远期的目标是实现移动式的无线充电。
5、光伏公路的机遇与挑战
作为一项新兴的技术，光伏公路技术具有着良好的发展机遇：
（1）顺应国家倡导的绿色低碳发展方向，同时促进传统公路建设与光伏产业相结合，实现产业升级；
（2）符合智能化的发展趋势，能够为自动驾驶、智慧城市等提供配套支撑，市场前景广阔；
（3）国外在此领域尚未形成技术垄断，具有较好的技术创新和发展空间。
但是，我们也应当看到，虽然已有光伏公路建成使用，但均为小规模带有试验性质的应用，目前尚不具备大规模市场化应用的条件，主要存在的问题有：
（1）光伏路面的安全性、耐久性尚未获得普遍的认可；
（2）光伏公路造价过高，发电效率偏低，整体经济效益较低；
（3）光伏公路需要定期清洁养护，以减少因灰尘、污渍等造成的发电效率下降。
相信随着技术的不断发展，存在的问题会逐步被解决，光伏公路在未来将越来越受到市场的重视。
内容来源：东旭法务
