摘要:2014年,荷兰北部城市克罗曼尼建立了世界上首条太阳能电池板道路。经过6个月的试验,工程师们表示,这套系统甚至比预期效果更好。究竟“太阳能”公路离我们有多远?
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新型路面光学材料
荷兰首条太阳能公路 荷兰这条道路是自行车道,总长度约为70米。它在水泥板里嵌入了晶体硅太阳能电池板,可将太阳能转化成电,并输送给电网,为街灯、交通信号灯或附近民宅供电。而路面表层是可起到保护作用的玻璃,可承受12吨重消防车的重量。
工程师们称,这70米长的太阳能电池板道路发电3000千瓦时,足够一户家庭的全年用电。铺设这条道路的SolaRoad组织发言人StendeWit说:“如果我们以全年为标准计算,我们认为其每年每平方米可发电70千瓦时。”由此可见其巨大潜力,如果我们将现有所有道路都铺上太阳能电池板,能够产生多少电量? 正是这种思维导致SolarRoadways项目在互联网上被炒作起来,这个众筹计划目的旨在利用太阳能电池板覆盖公路,为全美供电。可是,荷兰成为这种创意的首个实施国家。 工程师们耗费5年时间研发这套系统,它十分耐用。技术公司Imtech可再生能源系统顾问让-亨德里克˙克雷默(Jan-HendrikKremer)说:“如果有电池板损坏、被遮住或脏掉,只需要单独更换即可。” 在6个月的测试期间,这条道路上有超过15万名骑自行车者通过。到目前为止,他们只发现过一次故障。一小块涂层因为温度变化而出现分层现象。SolaRoad团队现在正努力改进这种涂层。SolaRoad母公司、荷兰研究机构TNO科学家斯坦˙克勒克斯(StanKlerks)说:“我们已经研发出新的涂层,它足以应对交通载荷,同时为过往车辆提供摩擦力。”“” 研究人员设计的电池板不仅可让更多光线射入,而且至少可支持使用20年,与屋顶太阳能电池板寿命类似。这种技术的潜力十分惊人,不仅公路可产生足够电力供应当地住户,而且还能为其他照明工程供电。 2014年,荷兰设计工作室StudioRoosegaarde曾提出太阳能电池板公路构想,即白天吸收太阳能,晚上则利用著名画家梵高的《星夜》(StarryStarryNight)图制成LED灯,引导骑车者。 SolaRoad现在正与荷兰许多地方政府合作,试图将这种技术推广到更多地方。此外,他们还与美国加州政府签订了类似协议。 相关阅读:太阳能高速公路面临的问题 以目前全球的技术水平,太阳能高速还只是一个理想,要想真正实现,那真真是“路漫漫其修远兮”…… 要实现太阳能高速公路必须解决两个关键问题:路面结构和造价。当然,还有其他方面的原因,比如路面维护等。 1、路面材料摸索 之前已经介绍过,太阳能高速公路的路面分为三层,其中最上层为透明的保护层。该层有两个作用:一是保护内部的太阳能光伏组件,同时也让太阳光透过;二是要承载路面上各种载荷的正常通过,即要满足作为路面的所有一切条件,如坚硬度、粗糙度和摩擦力等。由此可见,太阳能高速公路的路面既要满足规定的交通需求(足够的强度、稳定性、耐久性以及平整性和抗滑的要求等),又要满足接收足够的太阳光的辐射量,即保证光伏电池组件的转换效率。 目前,国外的科技人员正在研究和寻找这种特殊的新型路面光学材料。据报道,最有可能满足上述要求的是透明陶瓷、聚光透镜或钢化玻璃等。 透明陶瓷是一种光学陶瓷,它像玻璃一样透明。透明陶瓷的机械强度和硬度都很高,能耐受很高的温度,即使在一千度的高温下也不会软化、变形、析晶。电绝缘性能、化学稳定性都很高。 据报道,布鲁索夫妇经过多次试验后,已经成功地研发出一种高硬度又具有浮凸结构的玻璃做太阳能电池板的路面。这种特殊的玻璃和传统的玻璃相差甚远。目前,国外有些机构正在研究和开发能够满足太阳能高速公路上所用的透明陶瓷和聚光透镜。 2、造价高 太阳能高速公路造价高是影响其发展和推广应用的主要因素之一。据报道,国外的试验性太阳能高速公路的路面造价约为每平米500美元。按此推算,每公里车道的造价为175万美元,四车道太阳能高速公路每公里的造价为700万美元,按照当前的换算率,约为4400万人民币。 美国有关机构曾经测算过,如果美国的公路都能实现太阳能公路,虽然美国的能源有望摆脱石油的束缚,但保守的估计铺设的成本都得几百万亿美元!所以,只有大大降低太阳能电池板的成本,上述的计划才能真正的得以实现。
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