基于GIS技术的高速公路光伏潜力评估与优先布局策略研究

本研究针对高速公路沿线光伏(PV)系统部署的复杂需求，开发了一套基于地理信息系统(GIS)的自动化评估方法。通过整合地形、辐照度及基础设施数据，研究人员量化了意大利3000公里高速公路边坡的安装潜力，提出双面/单面光伏技术选型方案，最终实现926 MWp装机容量和830 GWh/年发电量的精准预测，为交通能源一体化提供创新解决方案。

　　

随着全球能源转型加速，高速公路网络作为线性基础设施蕴藏着巨大的可再生能源开发潜力。电动交通的快速发展使得高速公路沿线服务设施的电力需求激增，而传统人工评估方法难以应对数千公里路网的复杂地形和空间异质性。如何精准识别适宜光伏(PV)安装区域、优化技术选型并量化经济可行性，成为交通与能源交叉领域的关键科学问题。

Autostrade per l'Italia公司的研究团队在《Sustainable Energy Technologies and Assessments》发表论文，提出了一套革命性的GIS驱动评估框架。该研究创新性地将高速公路边坡形态、障碍物分布与太阳辐照数据耦合，开发出包含数据匹配、潜力计算和优先级排序的三阶段分析方法。通过测试意大利2855公里高速公路网络，证明85%的可用边坡可开发光伏系统，年发电量相当于全国现有光伏装机量的3%，为交通基础设施的零碳转型提供了量化依据。

研究团队采用三大核心技术：1) 基于Google Earth平台的多源GIS数据融合，通过中心线投影算法关联护栏、隧道等空间要素；2) 利用Global Solar Atlas的10米分辨率辐照数据，结合54°倾角单面组件与垂直双面组件的光电转换模型；3) 引入树冠密度(TCD)和并网点(POD)距离等参数构建优先级评价体系。这些方法实现了从宏观路网到微观坡面的多尺度分析。

研究结果部分，数据分类阶段显示14.37%路网因桥梁(7.24%)、隧道(5.97%)等障碍不可用。潜力计算发现边坡中位数宽度6.5米，双面组件因适应120°/-60°方位角成为主导技术(占容量67.7%)。保守方案筛选后，1443.13 MWp装机可产生1290.91 GWh/年电力，其中A01高速公路北段因高TCD(>30%)和远POD(>5km)成为重点优化区域。

该研究的突破性在于首次建立高速公路光伏开发的标准化评估流程，其模块化设计可推广至全球路网。双面组件在非理想朝向边坡的应用经验尤其珍贵，而10米级GIS精度显著优于既往研究(如文献[19]的69 km网格法)。未来若结合服务区充电桩布局优化，有望形成交通-能源协同发展的新模式，为《欧洲绿色协议》目标提供实施路径。值得注意的是，该方法对DSM数字地表模型的依赖性较低，在数据缺失地区更具实操性，这对发展中国家推广具有重要参考价值。