Сонячні панелі та асфальтні дороги. Симбіоз технологій

За деякими підрахунками, близько 0,2-0,5 відсотка поверхні світової суші покрито дорогами. Та це значення має збільшитися на 60% до 2050 року, а для екології це явно не піде на користь. Сонячні панелі так само займають багато місця, і відповідно, якщо поєднати дві технології можна вирішити проблеми екології та енергетики, зберігши землю, інформує buduemo.com.

«Сонячні дороги» зможуть вирішити безліч проблем технологій «нового століття». Гібридні рішення у цьому випадку цілком підпадають під загальний тренд симбіозу технологій.

Ця ідея з різною ефективністю реалізовувалася в США, Європі, Китаї.

У США - Solar Roadways

У Solar Roadways використовуються модульні сонячні панелі, покриті загартованим склом. Скотт і Джулі Брюсо запустили цей проєкт кілька років тому з метою перетворення звичайних асфальтових доріг в енергогенеруючі транспортні артерії.

У 2016 році відбулася перша публічна установка цих панелей рідному місті Брюсл - Сандпойнт, штат Айдахо.

В Європі - Wattway (Франція)

Однокілометрова дорога в Турувр-о-Перш була створена завдяки компанії Colas Group. Вона покрита 2880 фотопанелями та генерує достатню кількість енергії для роботи вуличних ліхтарів у населеному пункті, де проживають 3400 осіб.

У Китаї - однокілометрова дорога у місті Цзинань розроблена Qilu Transportation Development Group.

Покриття дороги складається з трьох шарів: ізоляційного, сонячних панелей та прозорого бетону на поверхні.

Стандартні проблеми таких проєктів широко відомі:

• Вироблення енергії в порівнянні зі звичайними сонячними електростанціями гірше практично в половину
• Знос захисного скла збільшує ризик пошкодження сонячної панелі
• Є ризик крадіжки частини сонячної дороги (зафіксований випадок в Китаї)

Дивно, але все «сонячні дороги» схожі в одному - вони займають всю ширину дороги. Таке розташування означає по суті, що захисне покриття буде зношуватися нерівномірно по всій довжині. Американський проєкт шестикутної «бруківки» в цьому сенсі набагато краще інших, бо не страждає вся секція по ширині дороги, але все ж недолік цей не можна виправити повністю.

Рух транспорту автошляхами часто йде в режимі пересування по постійній колії. Тільки мотоцикли та триколісні автомобілі можуть рухатися, порушуючи звичайну тенденцію (від чого в зимову пору року страждають найбільше, оскільки колія для звичайного транспорту краще очищена від снігу, ніж вся дорога).

Є ділянки дороги, які практично ніколи не відчувають навантаження від коліс, тому якщо розмістити там сонячні панелі довговічність їх буде значно вище.

Також є ділянки на дорозі, зайняті «розміткою», яка теж ідеально підійде на роль сонячних батарей (тим більше що тоді за довговічністю цього виду дорожніх позначень стежити будуть набагато краще).

Межі зростання "сонячних смуг» на дорозі обмежені колією вантажівок та автобусів, оскільки саме цей вид транспорту створює найбільший тиск на поверхню та зношує дорожнє полотно.

Недоліки такого «смугастого» розташування панелей на дорозі будуть несуттєві у разі використання автопілоту, який буде погоджувати рух із дорогою, щоб рухатися завжди асфальтовою колією. Так само варто врахувати, що для максимальної безпеки опір та інші характеристики полотна з асфальту не повинні істотно відрізняться від «сонячного», щоб при маневруванні, та гальмуванні-прискоренні коліс не виникало розвертаючого моменту великої сили (за аналогією з колесом на льоду та землі на одній осі).

При високих значеннях відмінностей покриття буде розумніше використовувати «сонячне полотно» на дорозі та за шириною не перевищувати ширини найвужчого колеса автомобілю.

Енергію від дорожніх сонячних панелей можна використовувати для різних цілей:

• обігрів полотна взимку та «охолодження» перекачуванням води у тих же трубах влітку. Таким чином можна буде вирішити проблеми з гарячою водою в придорожніх селищах. При необхідності збереження енергії можна встановити навіть опалення та охолодження смуг колії, по якій будуть їхати колеса машин. Можливо навіть охолодження сонячних елементів при проходженні труб холодної води під ними
• зарядка електромобілів, які проїжджають по дорозі бездротовим та провідним способом (зараз проходить тестування ділянка дороги у Швеції, обладнана контактною рейкою на дорозі)
• світлова індикація розмітки ввечері та вночі, а також живлення відеокамер та допоміжного обладнання уздовж дороги
• продаж зайвої енергії містам та селищам

З подальшого розвитку подібної сонячної траси є ще ряд переваг.

Наприклад, фотоелектричні смуги дозволяють фіксувати автомобіль у русі та нагрівати полотно перед ним відповідно до його швидкості, про що буде сигналізувати постійна теплова пляма над автомобілем. Таким чином буде доведена до «ідеалу» система обігріву дороги, та не доведеться гріти всю довжину смуги для проходу 3-4 машин взимку. Звичайно нагрівачі у цьому випадку вже повинні бути електричними.

Наступною перевагою можна вважати можливість створення роботів-прибиральників, які будуть очищати дорогу, займаючи мінімум ширини полотна (можливо їх навіть можна буде пускати під час руху по трасі автомобілів). Очищення в першу чергу «сонячних» ділянок дасть можливість отримувати більше енергії від цієї системи. Другою, не менш важливою справою буде очищення самого асфальтного полотна від залишків гуми та пилу (а гумову крихту після відділення від бруду та пилу можна продавати виробникам шин).

Мережа таких доріг на довгих ділянках цілком зможе стати порятунком у разі снігової хуртовини. Енергія дороги при певних маніпуляціях, з дозволу власників полотна зможе обігріти машини, а точка добування енергії послужить маяком та засобом зв'язку для МНС та інших служб. Звичайно за умови, що неможливо буде використовувати локальний обігрів полотна на ділянці з людьми.