Energia słoneczna na autostradzie?

Energia słoneczna jest na tyle pożądana i łatwa w konwersji na energię użyteczną, że inżynierowie z kilku krajów postanowili pozyskiwać ją nie tylko z instalacji usytuowanych na dachach, fasadach budynków czy na gruncie, ale również na autostradach, chodnikach czy ekranach akustycznych.

Od kilku lat trwają prace naukowców nad pomysłem generowania energii z autostrad łączących państwa i kontynenty. We Włoszech już w 2011 roku została otwarta pierwsza autostrada zasilana energią ze Słońca. Wzdłuż odcinka o długości 30 kilometrów, który łączy Catanię i Siracusę, zainstalowano ogniwa słoneczne, generujące 12 milionów kWh energii elektrycznej w ciągu roku. Elementy takie jak wyświetlacze, lampy tunelowe, telefony alarmowe i inne sprzęty elektryczne zasilane są energią uzyskaną z tych ogniw. Produkowana ilość energii pozwala na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla o 10 tysięcy ton każdego roku, czyli tyle ile w tym czasie produkuje około 2-3 tysiące aut.

Ostatnią tego typu inwestycję przedstawiła Brazylia. 73-kilometrowy odcinek autostrady prowadzący do Rio de Janeiro wyposażono w oświetlenie zasilane energią słoneczną. Dzięki systemom fotowoltaicznym oraz magazynom energii (240 Ah/12Vcc), ten odcinek drogi jest całkowicie niezależny od innych źródeł energii. Projekt zakładał instalację o łącznej mocy 3,2 MW o przewidywanym rocznym uzysku 2,8 GWh energii. Lokalne władze sfinansowały projekt, którego wykonawcą była japońska firma Kyocera. Instalacja pozwala na bezustanną pracę oświetlenia przez trzy pochmurne dni – kiedy nie występuje ładowanie magazynów.

Jednak prawdziwie innowacyjny był pomysł amerykańskiego małżeństwa z Sagle (Idaho). W tym przypadku ogniwa słoneczne nie są usytuowane wzdłuż drogi, ale stanowią jej element konstrukcyjny. Największym wyzwaniem było stworzenie ogniw odpornych na ciężar dużych samochodów dostawczych. Według szacunków, odcinek o długości 1,5 kilometra powinien wystarczyć do zaspokojenia potrzeb energetycznych 500 rodzin. Ogniwa nie tylko mają dostarczać energię, ale również zapewniać odśnieżanie nawierzchni i posiadać system ostrzegania kierowców. Projekt takiej drogi to sześciokątne elementy (panele), pokryte wytrzymałym szkłem, które przenosi duże obciążenia. Panele ponadto mają zawierać diody LED, zaprogramowane tak, by stanowić system informacji drogowej. W ich składzie przewidziane są również panele słoneczne odpowiedzialne za dostarczenie energii do tego systemu oraz pozwalające naładować elektryczne pojazdy, które przemieszczają się po nawierzchni. Małżeństwo, po zebraniu ponad 1 mln dolarów, zbudowało prototyp „słonecznej drogi”. Jest to parking zawierający panele słoneczne, mikroprocesory i diody LED. Przeprowadzone badania dowiodły, że nawierzchnia jest w stanie wytrzymać nacisk powodowany przez nieduży ciągnik. W związku z powstaniem prototypu pojawiła się koncepcja pokrycia panelami parkingów przy obiektach użyteczności publicznej, które byłyby stacjami ładowania samochodów elektrycznych.

Główny cel to oczywiście pokrycie wszystkich, wystawionych na działanie słońca, asfaltowych i betonowych nawierzchni drogowych, jednak konieczne jest uprzednie przeanalizowanie ewentualnych niedoskonałości rozwiązania. Istotne jest więc zacząć od pokrywania panelami podjazdów, ścieżek rowerowych, chodników, czy parkingów.

Pomysł ten wykorzystali Holendrzy, którzy w zeszłym roku panelami fotowoltaicznymi pokryli niewielki odcinek ścieżki rowerowej w pobliżu Amsterdamu. Tworzą ją rzędy ogniw słonecznych zbudowane z krzemu krystalicznego, które pokryte są przezroczystą warstwą hartowanego szkła. Projekt, finansowany w głównej mierze przez władze lokalne, kosztował około 3 mln euro. Według szacunków ekspertów przedłużenie ścieżki do długości 100 metrów zaowocuje produkcją energii wystarczającą do pokrycia zapotrzebowania energetycznego trzech gospodarstw domowych. Koncepcję opracował Holenderski Instytut Badawczy TNO, a badacze twierdzą, że nawet 20 proc. z 140 000 km niderlandzkich dróg mogłoby zostać dostosowane, by zasilać urządzenia w energię elektryczną.

Również w zeszłym roku mogliśmy czytać o planach zainstalowania w Holandii ekranów akustycznych, które produkują energie elektryczną ze słonecznej. Oficjalnie testy rozpoczęto w czerwcu br. Mają one na celu sprawdzenie ekonomicznej opłacalności i technicznej wykonalności. Każdy z ekranów ma 5 metrów szerokości i 4,5 metra wysokości, a ich kluczowym elementem jest zastosowanie paneli luminescencyjnych LSC (ang. luminescent solar concentrated). Odbierają one promieniowanie słoneczne, które kierowane jest do wnętrza, a następnie, w skoncentrowanej formie, dociera na ogniwo. Zaletą jest relatywnie wysoka wydajność w pochmurne dni oraz różnorodna kolorystyka. Jeśli testy powiodą się technologia ta może znaleźć również zastosowanie w budownictwie. Pierwsze wyniki mających potrwać 1 rok testów wykazały, że 1 km ekranów dostarcza wystarczającą ilość energii na zaspokojenie potrzeb energetycznych aż 50 gospodarstw domowych.

Previous Article

Projekt Sunroof od Google

Next Article

Co krąży w pompie ciepła?

Dodaj komentarz