Según algunas estimaciones, alrededor del 0.2-0.5 por ciento de la superficie terrestre del mundo está cubierta de carreteras. Y esta proporción debería aumentar en un 60% para 2050, y para el medio ambiente esto claramente no va a beneficiar. Los paneles solares también ocupan mucho espacio y, en consecuencia, si combina dos tecnologías, puede resolver los problemas de ecología y energía, salvando la tierra.
"Caminos solares" es exactamente esa solución de la categoría de dos en uno, que está diseñada para resolver muchos problemas de tecnología del "nuevo siglo" (estructura tecnológica). Las soluciones híbridas en este caso caen completamente bajo la tendencia general de la simbiosis tecnológica.
Esta idea con diversos grados de efectividad se implementó en los EE. UU., Europa, China ...
En los Estados Unidos - Carreteras solares.
Solar Roadways utiliza paneles solares modulares cubiertos con vidrio templado. Scott y Julie Bruceau lanzaron este proyecto hace varios años con el objetivo de convertir las carreteras de asfalto convencionales en arterias de tráfico generadoras de energía.
En 2016, la primera instalación pública de estos paneles tuvo lugar en la ciudad natal de Brucel, Sandpoint, Idaho.
En Europa - Wattway (Francia).
El camino de un kilómetro a Turuvre aux Perches fue creado gracias a la compañía del Grupo Colas. Está cubierto con 2880 paneles fotográficos y genera suficiente energía para el funcionamiento de las farolas en el pueblo donde viven 3400 personas.
En China, una carretera de un kilómetro en Jinan desarrollada por Qilu Transportation Development Group.
La superficie de la carretera consta de tres capas: aislante, paneles solares y hormigón transparente en la superficie.
Los problemas estándar de tales proyectos son bien conocidos.
- La producción de energía en comparación con las plantas de energía solar convencionales es casi la mitad peor.
- El uso del vidrio protector aumenta el riesgo de daños al panel solar.
- Existe el riesgo de robo de parte del camino solar (se ha registrado un caso en China).
Pero, en general, la tecnología 2 en el 1er todavía puede ser beneficiosa. Solo hay que tener en cuenta las deficiencias inevitables y minimizar su impacto.
Sorprendentemente, todos los "caminos soleados" son similares en uno: ocupan todo el ancho del camino. Esta disposición significa, de hecho, que el revestimiento protector se desgastará de manera desigual en toda la longitud. El proyecto estadounidense de los "adoquines" hexagonales en este sentido es mucho mejor que los demás, ya que toda la sección no sufre a lo largo del ancho de la carretera, pero aún así este inconveniente no puede corregirse por completo.
El tráfico en las carreteras suele ir en un modo de rutina constante. Solo las motocicletas y los triciclos pueden moverse, rompiendo la tendencia habitual (razón por la cual sufren más en la temporada de invierno, ya que la pista para vehículos normales está mejor despejada de nieve que toda la carretera).
¿Qué nos da esto? En primer lugar, comprender que hay secciones de la carretera que casi nunca experimentan la carga de las ruedas que pasan y, por lo tanto, si coloca paneles solares allí, su durabilidad será mucho mayor.
También hay secciones en la carretera ocupadas por "marcado", que también es ideal para el papel de los paneles solares (más aún porque la longevidad de este tipo de señalización será mucho mejor).
Como se puede ver en la comparación, desde Smart hasta KAMAZ y PAZ, la pista tiene ciertos límites que ayudan a comprender qué secciones de la carretera en teoría pueden no verse afectadas por la presión de las ruedas durante el movimiento.
Los límites de crecimiento de los "carriles solares" en la carretera están limitados por la vía de camiones y autobuses, ya que es este tipo de transporte el que crea la mayor presión en la superficie y el desgaste del lienzo.
Las desventajas de dicha disposición de paneles "a rayas" en la carretera serán insignificantes en el caso de utilizar un piloto automático, que coordinará el movimiento con la carretera, para moverse siempre a lo largo de una pista de asfalto. También vale la pena considerar que para la máxima seguridad, la resistencia y otras características de la carretera de asfalto no deberían diferir significativamente de la "solar", de modo que al maniobrar, frenar y acelerar las ruedas no habrá un momento de giro de gran fuerza (por analogía con una rueda sobre hielo y tierra en eje único).
Con valores altos de las diferencias en la cobertura, sería más razonable usar la "protección solar" en la carretera en un grado limitado, y en un ancho que no exceda el ancho de la rueda de automóvil más angosta.
La energía de los paneles solares de carretera se puede utilizar para diversos fines.
- calentar el lienzo en invierno y "enfriar" bombeando agua a través de las mismas tuberías en verano. Por lo tanto, será posible resolver problemas con agua caliente en las aldeas de carretera. Si es necesario ahorrar, incluso es posible calentar y enfriar con precisión las líneas de vía a lo largo de las cuales irán las ruedas de los automóviles. Incluso es posible enfriar las células solares mientras pasan tuberías de agua fría debajo de ellas.
- Carga pasando vehículos eléctricos de forma inalámbrica y cableada (una sección de la carretera en Suecia equipada con un riel de contacto en la carretera se encuentra actualmente en pruebas).
- Indicación luminosa de las marcas en la tarde y en la noche, así como la alimentación de las cámaras de video y equipos auxiliares a lo largo de la carretera.
- vender el exceso de energía a ciudades y pueblos.
A partir del desarrollo posterior de dicha pista solar, también veo una serie de ventajas.
Por ejemplo, las rayas fotovoltaicas le permiten fijar el automóvil en movimiento y calentar el lienzo frente a él de acuerdo con su velocidad, lo que significará un punto de calor constante sobre el automóvil. Por lo tanto, el sistema de calefacción vial se llevará al "ideal", y ni siquiera tendrá que calentar toda la franja (calibre) para el paso de 3-4 automóviles en invierno. Por supuesto, los calentadores en este caso ya deberían ser eléctricos, y en general esto ya es un sistema complejo.
La siguiente ventaja puede considerarse la posibilidad de crear robots de limpieza que limpien la carretera, ocupando un mínimo del ancho del lienzo (tal vez incluso se puedan soltar mientras conducen por la carretera). La limpieza de las áreas principalmente "solares" permitirá recibir más energía de este sistema. La segunda tarea, y no menos importante, de estas máquinas será limpiar el pavimento de asfalto de los restos de caucho y polvo (y la miga de caucho después de la separación de la suciedad y el polvo se puede vender a los fabricantes de neumáticos).
PD: una red de tales caminos en secciones largas bien puede convertirse en una salvación en caso de tormenta de nieve. La energía de la carretera con ciertas manipulaciones, con el permiso de los propietarios del lienzo, podrá calentar el automóvil, y el punto de extracción de energía servirá como faro y herramienta de comunicación para el Ministerio de Emergencias y otros servicios. Por supuesto, todo esto con la condición de que sea imposible usar calefacción local del lienzo en el área con personas.