Дорога с солнечными батареями

Почему первая в мире дорога из солнечных батарей — это полный провал?

По расчетам ученых, около 0,5% всей поверхности нашей планеты покрыто автомобильными дорогами. Эта довольно большая площадь используется только для движения автомобилей, но почему бы людям не использовать ее для других целей? Например, дороги можно покрыть солнечными панелями, вырабатывающими электроэнергию для питания уличных фонарей. Именно такая мысль несколько лет назад пришла в голову представителям французской компании Colas. В 2016 году первая в мире дорога из солнечных батарей наконец-то была построена, но теперь ее хотят снести. Дело в том, что компания допустила множество глупых ошибок.

Солнечная дорога Wattway протяженностью 1,6 километров была проложена во французском регионе Нормандии. Около 3000 квадратных метров этого пути было покрыто солнечными панелями, которые, по расчетам создателей, могли бы питать энергией фонарные столбы в городе Турувр-о-Перш. На строительство дороги было потрачено около 5,2 миллионов долларов, но окупить потраченную сумму компании в конечном итоге не удалось.

Самая длинная дорога из солнечных батарей

Сначала дорога нравилась всем, даже французскому министру энергетики. Идея ему понравилась настолько, что однажды он объявил, что хочет видеть солнечные батареи на каждом 1000 километре всех дорог Франции. Но, в дальнейшем оказалось, что дорога из солнечных батарей вырабатывает не так много энергии, чем предполагалось. Создатели хотели, чтобы он вырабатывал 150 000 кВт/ч электричества в год, но к июлю 2019 года они заметили, что дорога вырабатывает только 40 000 кВт/ч. Эффективность батарей постоянно снижалась и виной этому оказалась, грубо говоря, глупость создателей.

Почему снесли дорогу из солнечных батарей?

Компания совершила большую ошибку в самом начале строительства дороги. Она была построена на территории города Кан, который является одним из самых пасмурных во Франции. По расчетам ученых, в среднем жители этого города видят солнце только 44 дня в году. Так о какой солнечной энергии может идти речь, если большую часть времени небо затянуто плотным слоем облаков?

Одна их солнечных панелей дороги Wattway

Также при строительстве дороги в 2016 году, компания Colas покрыла поверхность смолой. По ее мнению, такое покрытие должно было защитить батареи от возникновения трещин при движении автомобилей. Возможно, смола действительно выдерживала давление колес легковых автомобилей, но компания совершенно не подумала о том, что по этому маршруту могут ездить грузовики. В конечном итоге большая часть солнечных батарей покрылись трещинами, поэтому компании пришлось разобрать 90 метров дороги.

Трещины на солнечных панелях

Вдобавок ко всему этому, компания забыла про то, что со временем дорога может покрываться мусором и листьями. Только спустя некоторое время они осознали, что покрытые грязью солнечные панели становятся практически бесполезными. Сколько энергии могли вырабатывать грязные и потресканные панели неизвестно, но его вряд ли хватало для питания даже пары-тройки фонарей. Тогда зачем нужна такая дорога?

Читайте обязательно: Солнечный асфальт: путь в будущее или дорога в никуда?

Получается, что она попросту не нужна и власти Франции это наконец-то осознали. Проект уже официально признан провальным и в скором времени солнечная дорога будет снесена. Вместо нее будет проложена обычная асфальтированная дорога. Тем временем солнечные дороги есть в Нидерландах и в Китае, но их судьба пока остается неизвестной. А как вы думаете — могут ли солнечные дороги нести какую-то пользу? Или все они обречены на провал? Давайте обсуждать это в комментариях, или в нашем Telegram-чате.

Источник

Умная дорога из солнечных батарей Solar Roadways

Американские инженеры в очередной раз замахнулись на лидерство в прогрессе, возможность использовать дешевой и экологически чистой энергии солнца стимулирует ученых в США проводить научные изыскания в поисках конструктивных прикладных решений. Умная дорога из солнечных батарей — именно такую перспективу дорожных покрытий предлагает семейная пара инженеров. Скотт Брюсо – инженер с 25-ти летним стажем работает в паре со своей супругой, и уже несколько лет они работают над проектом умной дороги, предполагающий замену асфальта на солнечные батареи из стекла со специальным покрытием.

Около пяти лет ушло на создание промышленного образца стекла для солнечной панели, способного выдержать вес даже самого тяжелого автомобиля. Испытания проходят успешно: дорога из солнечных батарей, представляющая собой стеклянная панель выдерживает внушительные нагрузки и при этом гарантирует отличное сцепление резины колес с дорогой. Сцепление достигается за счет структурировано-шипованной текстуры стекла, не позволяющей скользить по дороге. По своей прочности стекло не уступает даже бетону и надежно защищает хрупкие элементы солнечных панелей.

Дороги Solar Roadways как дополнительная безопасность движения

Протяженность автодорог на земном шаре постоянно растет, и если асфальтное покрытие заменить дорогами из солнечных батарей, то количество энергии, требуемой на обслуживание транспортного потока, можно будет значительно сократить. Авторы умной дороги из солнечных батарей говорят о том, что если трассы и магистрали США максимально покрыть солнечными панелями, то энергии, которая будет вырабатываться и накапливаться с лихвой, хватит на все государственные нужды.

Например, при помощи установленных светодиодов можно заранее предупреждать водителей о смене сигнала светофора, обозначить динамическую дорожную разметку, меняющуюся в зависимости от дорожных и погодных условий. За счет выработанной энергии появится возможность установки дополнительных информационных табло и освещения вдоль автомагистралей.

Умная дорога Solar Roadways

Создатели нового типа дорог из Solar Roadways Incorporated говорят о возможности установки датчиков давления, посылающих сигнал участникам движения об аварии или поломке впереди на дороге. Все сигналы могут выводиться прямо на дорожное покрытие. В холодное время года автономный обогрев от энергии солнца позволит избежать наледи на дорожном полотне, а в темное время суток обеспечит подсветку на дороге из солнечных батарей, благодаря накопленной энергии.

Среди прочих преимуществ водители получат возможность заряжать мобильные телефоны и другие гаджеты, для этого в днище автомобиля устанавливается специальная приемная пластина. Плюсы такого дорожного покрытия очевидны. Кроме экономической выгоды, можно отметить, что солнечные батареи экологичны, их легко мыть, да и пыль не препятствует выработке энергии, лишь немного рассеивая её.

Минусы и критика Solar Roadways

У скептиков есть сомнения в целесообразности данного проекта и начале серийного производства дорожных панелей. Прежде всего, для оборудования и переделки дорог потребуются огромные средства, проект не окупит себя за короткий срок, как бы хорошо он не работал.

Идет речь и о том, что в жарком климате возможен перегрев электроники, которой будет оснащена умная дорога, к минусам относят и снижение КПД дорожной солнечной панели из-за рельефа её поверхности — с ребристых пластинок собирать энергию получается менее эффективно.

Однако людей, готовых поддержать футуристический проект четы Брюсо, довольно много. Проект уже получил несколько инвесторов, и сейчас пытается активно привлекать новые инвестиции для перехода от прототипов (образец стоянки из 108 панелей) к серийному производству в промышленных масштабах. Похоже, что проект заинтересовал американцев, финансирование продолжается, и, кто знает, возможно, в скором будущем солнечные панели, созданные семейной парой Брюсо (разработчики из Solar Roadways Incorporated), станут привычным материалом для покрытия автомобильных дорог не только в США.

Источник

Солнечные дороги. Возможно ли их создание?

Солнечная дорога – это дорожное покрытие, верхний слой которого представляет собой дорожные панели с солнечными батареями. Основная идея солнечных дорог состоит в том, чтобы использовать пространство дорог для выработки электроэнергии с помощью фотоэлектрических панелей, установленных вместо обычного бетонного или асфальтового дорожного покрытия.

Также разработчики солнечных дорожных панелей рассматривают и другие функции, которые могли бы выполнять эти панели, в том числе следующие:

• Панели могут включать в себя светодиодные фонари для создания дорожной разметки или предупреждающих сообщений, таких как «Уменьшите скорость».
• Панели могут включать в себя нагревательные элементы, которые вырабатывают достаточно энергии для очистки проезжей части ото льда и снега.
• Панели могут включать технологические решения для беспроводной зарядки аккумуляторов электромобилей, которые проезжают по панелям.

Хотя эта необычная идея не кажется жизнеспособной, в нескольких странах были попытки ее реализовать.

В ноябре 2014 года в деревне Кроммене в Нидерландах открылась первая в мире экспериментальная солнечная велодорожка SolaRoad длиной 73 м. Это был пилотный проект, цель которого состояла в проверке практичности и экономичности встраивания солнечных панелей в велосипедную дорожку.

Дорожка состоит из прямоугольных бетонных модулей размером 2,5 на 3,5 метра, в которые встроены солнечные элементы из кремния. Модули покрыты слоем нескользкого закаленного стекла толщиной примерно 1 см.

Стоимость велосипедной дорожки составила 3 миллиона евро.

В соответствии с проектом солнечные батареи должны были генерировать электроэнергию, которую можно использовать для уличного освещения и работы светофоров, а также для снабжения электроэнергией жилых домов и зарядки электромобилей.

Разработчики SolaRoad считали, что до 20% из 140 000 км дорог в Нидерландах можно использовать для сбора солнечной энергии.

Период проверки новой технологии должен был продолжаться три года, в течение этого периода планировалось проводить различные измерения и тесты.

В первый год велодорожка произвела около 3000 кВтч электроэнергии (по данным голландского источника было выработано 9800 кВтч), что достаточно для снабжения электроэнергией среднего дома. СМИ Великобритании подсчитали, что за те же 3 миллиона евро можно купить около 65 000 000 киловатт-часов электроэнергии, что обеспечит электроэнергией около 21 000 домов в течение года.

В 2016 году дорожка должна была быть увеличена до 100 метров, чтобы производить достаточно энергии для снабжения трех домашних хозяйств.

Через шесть месяцев эксплуатации дорожки выяснилось, что примерно половина элементов повреждена. Спустя почти год верхний слой был настолько плох, что его пришлось заменить.

В октябре 2016 года на дорожку установили семь новых элементов с улучшенными характеристиками. Два элемента первого поколения удалили. Таким образом общая длина дорожки увеличилась на 13 метров. В феврале 2017 года выяснилось, что верхний слой одного из новых элементов частично разрушился.

В продолжение пилотного проекта в марте 2019 года были установлены дорожки в Спейкениссе и Харлеммермере. Через неделю эти проекты были закрыты для движения из-за проблем с верхним слоем.

Критики идеи солнечных дорог выделили следующие недостатки этой технологии:

• Грязь и снег могут прилипать к поверхности дороги.
• Панели нельзя повернуть к солнцу для увеличения светового потока, в отличие от солнечных панелей, расположенных на крышах домов.
• Высокие затраты на создание дороги. Срок окупаемости по некоторым оценкам составляет более 50 лет.
• Высокие затраты на обслуживание.

Французы пошли еще дальше. Экспериментальная 1-километровая дорога под названием Wattway была открыта в декабре 2016 года во Франции . Дорога была построена крупной англо-французской строительной компанией Colas. Эта компания разработала технологию солнечных дорог Wattway и протестировала ее на автостоянках.

На дорогу возлагались большие надежды – считалось, что она станет революционным достижением в области устойчивой энергетики. В средствах массовой информации широко освещалось открытие дороги и ее потенциал по обеспечению чистой энергией.

Последующие годы показали совершенно иную реальность.

Эта дорога смогла произвести только половину планируемой энергии, поскольку инженеры не учли эффект опавших гниющих листьев.

Кроме этого выяснился ряд других проблем:

• Дорога была очень шумной при движении на высоких скоростях, поэтому пришлось снизить максимальную скорость до 70 км/ч.
• Когда люди идут или едут по дороге, они блокируют попадание солнечного света на солнечные панели. Чем больше машин и людей используют дорогу, тем больше появляется теней. В часы пик солнечные батареи будут неэффективны.
• Пыль, листья, камни еще больше закрывают солнечный свет.
• Чем выше скорость движущихся автомобилей, тем хуже для солнечных батарей. Такой простой предмет, как небольшой камень, застрявший в протекторе шины, может вызвать серьезные повреждения панелей.
• Технология Wattway в 360 раз дороже обычного асфальта, и не имеется никакой надежды, что дорога окупится за счет производства энергии.

Критики создания солнечных дорог указывали на то, что дорога построена в не самой солнечной деревне Франции – в Турувр-о-Перш (Tourouvre au Perche) в Нормандии.

В 2018 году дорога начала разваливаться, всего через два года после установки. Эта самая известная солнечная дорога показала неэффективность самой концепции солнечных дорог.

В Китае также попытались создать двухкилометровую солнечную дорогу с солнечными панелями, покрытыми «прозрачным бетоном». Разработчики этого проекта делали смелые заявления о том, что солнечная дорога сможет производить гигаватт энергии в год и обеспечивать энергией до 800 домов.

Однако всего через пять дней после открытия солнечной магистрали, некоторые ее части не подлежали ремонту. Транспортные средства, движущиеся по ее поверхности, повредили дорогу.

После нескольких неудачных попыток по всему миру исследователи пришли к выводу, что солнечные панели в их нынешнем виде не подходят для использования на дорогах.

Несмотря на проблемы с солнечными дорогами в других странах , американская компания Solar Roadways Incorporated разрабатывает дорожные панели, работающие на солнечной энергии.

Их экспериментальные изделия представляют собой шестиугольные дорожные панели со стеклянной поверхностью и расположенными под ней солнечными элементами, электроникой и датчиками с возможностью программирования.

Компания была основана в 2006 году Скоттом и Джули Брусо. Они разрабатывают технологии, позволяющие заменить асфальтовое покрытие солнечными панелями, способными выдерживать автомобильное движение. Эта идея требует разработки прочного, прозрачного и самоочищающегося стекла с необходимыми ударопрочными свойствами по конкурентоспособной цене.

В качестве пилотного проекта компания Solar Roadways установила пешеходную дорожку площадью примерно 14 м2, состоящую из 30 панелей Solar Roadways SR3. Стоимость этой установки составляла около 60 000 долларов.

В декабре 2018 года в панелях SR3 начали возникать неисправности. Светодиоды определенных цветов начали неожиданно тускнеть, а снег создавал проблемы для нагревательных элементов из-за металлических полос, закрывающих зазоры между панелями. Компания разработала панели SR4 с резиновыми полосами, закрывающими зазоры между панелями.

По расчетам изобретателей, при максимальном покрытии дорог новыми панелями появится возможность вырабатывать и накапливать в три раза больше электроэнергии, чем сейчас потребляют США. Также с помощью панелей можно заряжать электрические автомобили через специальную приемную пластину, установленную на днище транспортного средства.

В настоящее время идея солнечных дорог подвергается критике различных специалистов.

В 2014 году Джонатан Левин, профессор городского планирования в Мичиганском университете, выразил сомнение в политической целесообразности проекта в национальном масштабе. Он предположил, что отдельный город мог бы реализовать эту идею на ограниченной площади, например при создании парковки. Это предложение лично у меня вызывает такой вопрос: какая часть парковки будет доступна для солнечного света в светлое время суток? Все-таки парковки создают для стоянки автомобилей, а не для улавливания солнечного света.

Британский химик Фил Мейсон высказал сомнения по вопросу сцепления колес автомобилей с поверхностью стекла. Компания Solar Roadways провела свои собственные лабораторные испытания на сопротивление заносу для остановки транспортного средства, разгоняющегося со скоростью 130 км / ч на мокрой поверхности. Эрик Уивер, инженер Министерства транспорта США, прокомментировал испытания безопасности Solar Roadways, сказав: «Мы не можем утверждать, что это будет безопасно для движения транспортных средств. Для определения безопасности и долговечности необходимы дальнейшие полевые исследования».

Журналист Дэвид Бьелло считает, что для дорожных панелей нужно стекло, которое «должно быть закаленным, самоочищающимся и способным пропускать свет. Такого типа стекла еще не существует».

Кроме этого, по предварительной оценке, затраты на замену всех дорог в США панелями Solar Roadways составят примерно 56 триллионов долларов.

А вы, друзья, что думаете о реализации идеи солнечных дорог?

Ставьте лайк и подписывайтесь на канал, если узнали что-то новое или необычное.

Источник