Panele słoneczne zamiast asfaltu. Inteligentne rozwiązania mogą nie tylko wytwarzać czystą energię, ale także zastępować znaki drogowe, wytwarzać ciepło do topienia lodu w zimie i poprawiać widoczność w przypadku mgły. Drogi słoneczne są teraz rzeczywistością, ale czy naprawdę są tak wygodne i przydatne?
Francja, Chiny, Japonia otworzyły je w ostatnich latach. Są to małe odcinki drogi pokryte panelami fotowoltaicznymi, zdolnymi do wytworzenia sporej ilości energii. Uznane za stopień innowacyjności, nieco mniej za koszty, drogi słoneczne mają, jak wszystko, zalety i wady.
Z Francji do Chin
W 2021 r. Otwarto projekt Colas WattWay w Normandii, pierwszy i jedyny kilometr pokryty panelami słonecznymi, które obiecały zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne 3400 osób, w centrum Tourouvre-au-Perche. W tym przypadku beton ustąpił miejsca 2800 metrom kwadratowym paneli fotowoltaicznych na RD5, które codziennie deptane są przez około 2000 kierowców. Projekt kosztował około 5 milionów euro.
Z kolei w Chinach na początku 2021 roku zainaugurowano pierwszą fotowoltaiczną autostradę składającą się z trzech poziomów: panele fotowoltaiczne znajdują się pośrodku, w dolnej części znajduje się warstwa izolacyjna, a nad panelami dla ochrony znajduje się jest to przezroczysta, nośna warstwa, która przepuszcza światło słoneczne. Panele zajmują powierzchnię 5875 metrów kwadratowych, obejmując dwa pasy ruchu i pas awaryjny i są w stanie wytworzyć milion kilowatogodzin czystej energii rocznie, co odpowiada dziennemu zapotrzebowaniu około 800 gospodarstw domowych, według twórców projektu.
Są też inne, od USA po Niemcy, ale te dwa zostały również zaprojektowane pod kątem ruchu ciężkich pojazdów.
Profesjonaliści
Niezaprzeczalne i wiele. Samo wykorzystanie czystej energii wytwarzanej przez słońce jako alternatywy dla bardziej zanieczyszczających źródeł kopalnych byłoby wystarczające. Specjalne ogniwa fotowoltaiczne zastąpiłyby asfalt wytwarzający energię w obecności światła słonecznego. Diody LED każdego panelu można zaprogramować tak, aby świeciły i rysowały przejścia dla pieszych, parkingi, ale także znaki drogowe bez konieczności konserwacji. Byłyby też bardziej oświetlone i bezpieczniejsze drogi, nawet podczas deszczu i mgły.
Korzyści również dla obszarów świata, w których temperatury są bardzo niskie i często występuje lód. Ogniwa słoneczne są w stanie zbierać ciepło, a tym samym pomagają je topić w mrozie, dzięki czemu drogi są bezpieczniejsze.
Mądrzejszy i mądrzejszy. Wyposażone w inteligentne systemy, drogi te są w stanie ocenić obecność gruzu lub dużego ruchu, sugerując alternatywne trasy za pomocą jasnych wyświetlaczy zasilanych słońcem.
Wady
Jak na razie dobrze, ale jakie są rachunki? Dokładną analizę przeprowadził The Conversation, zgodnie z którym panel słoneczny leżący pod drogą ma nawet wiele wad. Zacznijmy od kąta nachylenia, który nie jest optymalny, będzie wytwarzał mniej energii i będzie bardziej podatny na zacienienie. Nie jest to mały problem, biorąc pod uwagę, że zacienienie na zaledwie 5% powierzchni panelu może zmniejszyć produkcję energii o 50%.
Brud i kurz z pewnością nie pomagają, nie wspominając o tym, że potrzebujesz znacznie grubszego szkła niż konwencjonalne panele, aby wytrzymać ciężar ruchu, ograniczając w ten sposób ilość pochłanianego światła.
Nie mogąc czerpać korzyści z cyrkulacji powietrza, panele te nagrzewają się bardziej niż panel słoneczny na dachu. Każdy 1 ° C powyżej temperatury optymalnej powoduje utratę 0,5% sprawności energetycznej. W rezultacie należy spodziewać się znacznego spadku wydajności słonecznej drogi w porównaniu do dachowych paneli słonecznych.
Co mówią testy drogowe?
Jak już powiedzieliśmy, jedną z pierwszych dróg słonecznych jest Tourouvre-au-Perche we Francji. Ma maksymalną moc 420 kW, zajmuje powierzchnię 2800 m², a koszt instalacji wynosi 5 milionów euro, czyli 11 905 euro za zainstalowany kW.
Oczekuje się, że droga będzie generować 800 kWh dziennie, ale niektóre niedawno opublikowane dane wskazują na wydajność zbliżoną do 409 kWh dziennie lub 150 000 rocznie. Natomiast park fotowoltaiczny Cestas w pobliżu Bordeaux, w którym znajdują się rzędy paneli starannie zorientowanych w kierunku słońca, ma maksymalną moc 300000 kWh, kosztem 1200 na zainstalowaną kW, jedną dziesiątą kosztu jezdni słonecznej, generującej trzykrotnie większa moc.
W Ameryce firma Solar Roadways opracowała inteligentną autostradę z panelami słonecznymi, w tym czujnikami i diodami LED do wyświetlania ostrzeżeń o zbliżających się zagrożeniach. Ma również poduszki grzewcze, które zimą topią śnieg.
Wiele paneli zostało zainstalowanych na małym odcinku drogi w pobliżu Sandpoint w stanie Idaho. Jest to obszar 13,9 m² o mocy zainstalowanej 1529 KW. Koszt instalacji to około 4 tysiące euro, co odpowiada 27 500 euro za zainstalowany kW.
Pomiędzy diodami LED i płytami grzewczymi przeciwoblodzeniowymi prawie cała energia wytwarzana przez panele byłaby zużywana.
Z pewnością nie wszystkie arterie drogowe nadają się do zasłonięcia panelami, nawet biorąc pod uwagę światło słoneczne, które je oświetla. Drogi słoneczne mogą nie być najważniejszym rozwiązaniem w walce z emisjami CO2 i zmniejszeniem zużycia paliw kopalnych, ale z czasem, jeśli koszty instalacji zostaną obniżone, mogą stać się bardziej opłacalne.
Francesca Mancuso
Zdjęcie na okładce: WattWay by Colas
