为解决公路隧道出入口由“黑洞/白洞效应”引起的交通安全隐患,通常设置洞口减光设施及加强洞内照明,照明能耗成为隧道运营的主要支出,高能耗运营下的安全与节能成为主要矛盾。如何在隧道入口减光设施的物理空间上实现太阳能的有效利用之功能,是探索多样化能源在交通运输领域应用、践行节能减排理念的路径之一。本文首先结合大量光伏技术应用实例,分析了光伏技术发展及光伏材料应用趋势,以影响光伏材料发电性能的影响因素—光电转换效率、弱光发电能力、工作稳定性、组件外观颜色与透光率等为技术指标对遮阳棚光伏材料优选提出建议;然后,以抓地龙隧道为研究对象,基于功能、经济、美观等要求确定了遮阳棚断面尺寸,从光伏材料布设角度、布设形式等方面确定了遮阳棚光伏材料布设范围,依此形成不同透光率参数组合方案,采用Ecotect Analysis仿真技术对各方案进行光环境分析,依据驾驶人视觉明暗感受评价指标、控制速度等确定了满足驾驶人视觉舒适的透光率组合方案及遮阳棚长度;其次,构建了以光伏电池、逆变器、用电负载、公共电网四部分组成的光伏遮阳棚发电系统,分析影响光伏发电能力的因素,依此确定光电转化综合效率系数,结合太阳光辐射量、光伏材料布设有效面积计算光伏遮阳棚发电量,采用分析计算和PVsyst模拟仿真相结合的方法确定了光伏遮阳棚的发电量;最后,分析了光伏遮阳棚的供电效益、经济效益及环保效益,抓地龙隧道入口光伏遮阳棚（45m）在满足遮光需求的前提下,可解决隧道照明42%的用电需求。论文借助市场调研、模拟仿真手段完成公路隧道入口光伏遮阳棚设计,并进行可靠性验证、效益分析,丰富了光伏技术与公路设施相结合的应用形式,实现了隧道行车安全与节能供电功能的有机结合,为实现绿色交通、改善基础设施能源结构提供了新路径。