Сонячне майбутнє — як дороги Solar Roadways змінюють світову енергетику

Дослідники, інженери та ентузіасти відновлюваної енергетики випробовують дорожнє покриття з сонячних панелей, в той час, як оглядачі з’ясовують результати перших експериментів та вивчають перспективи нової технології.

images-highres-solar-roadway-highway-concept-0-0

Американський експеримент

66-та магістраль чи Route 66, також відома, як «Головна вулиця Америки», невдовзі стане тестувальним майданчиком для експериментів з сонячними панелями. Розробники сподіваються, що тести пройдуть успішно і змінять відношення до інфраструктури шляхів в США. На одній із зон відпочинку, поблизу містечка Конвей, штат Міссурі, пішохідні доріжки вкриють сонячними панелями Solar Roadways підвищеної витривалості, спеціально розробленими для доріг.

Згідно з офіційними даними Транспортного департаменту штату Міссурі, цей невеликий за площею експеримент стане першим випадком застосування технології Solar Roadways в місці загального користування на території США. Експеримент розпочнеться в грудні, а паралельно схожі програми запускають в Сендпоінті, штат Айдахо (поряд з виробництвом панелей), та Балтіморі — там відповідальна організація Abell Foundation готується розпочати програму вже за кілька тижнів. Окрім того, схожі розробки тестують в Європі, що змушує пересічних громадян повірити в реальність заміни асфальту на сонячні панелі в найближчому майбутньому.

Solar Roadways — це система, яка передбачає розміщення на дорозі світлодіодів, які можна запрограмувати на відтворення дорожньої розмітки та попереджувальних знаків. Електрику для світлодіодів постачатимуть сонячні батареї, також розташовані на дорозі, під міцним захисним склом. Окрім того, дорога має систему обігріву, що також працює від сонячної енергії і забезпечує якісний стан дорожнього покриття в холодну пору року.

Технологію, що перетворює шосе на завод з виробництва енергії винайшли чоловік та дружина Скотт і Джулі Брюсов (Scott Brusaw & Julie Brusaw) з Айдахо. В 2011 році вони отримали грант у розмірі $750 тис. від Департаменту транспорту США в рамках програми Small Business Innovative Research. А широкий загал дізнався про проект в 2014 році, коли подружжя розпочало кампанію зі збору коштів на платформі Indiegogo. Незважаючи на всю футуристичність ідеї, краудфандинг залучив фінансування на 220% — $2,2 млн.

В цілому, здавалось, що розробка занадто практична та ефективна, щоб бути працездатною. Окрім того, що дорога від Брюсових сама себе обігрівала та забезпечувала енергією, заміняла дорожню розмітку та знаки на узбіччі, вона ще й повністю компенсувала витрати на будівництво та утримання. А це вже революція не лише в інфраструктурі чи енергетиці — в усій американській економіці, з потенційними глобальними наслідками.

Знайшлося чимало скептиків, які звертали увагу на вартість спорудження нового типу магістралей, їх потенційну небезпеку через ламкість скляної поверхні тощо. І взагалі: навіщо вигадувати новий сумнівний вид сонячних наземних панелей, коли в країні ще стільки не зайнятих фотоелементами дахів? Однак, ідея Solar Roadways знайшла і багато прихильників, завдяки яким початок тестів в Міссурі та інших регіонах став можливим вже в наші дні. Куратором програми виступає організація Road2Tomorrow, що спеціалізується на сприянні настанню світлого технологічного майбутнього.

ПРО «ЗЕЛЕНІ» ПРОЕКТИ В УКРАЇНІ:

Пікнік на узбіччі

Самі винахідники бачать для свого продукту більш гідне застосування, аніж тротуар на станції зупинки далекобійників. Вони воліли би замінити смарт-магістралями дороги по всій країні. Однак такі невеличкі експерименти є невід’ємною частиною перевірки працездатності кожної технології. Якщо проект виявиться успішним, а в цьому мало хто з команди Solar Roadways сумнівається, то дороги почнуть виробляти «зелену» енергію не тільки по всій Америці, але й поза нею.

Початок експериментів з новітніми технологіями на державному рівні має важливе значення для впровадження інновацій в доволі консервативній дорожній галузі. Лорел Маккін (Laurel McKean), інженер з транспортного Департаменту Міссурі, вважає запуск тестів з Solar Roadways лише першим кроком на довгому шляху оновлення доріг. Те, що державні установи звернули увагу та підтримали IT-проект для магістралей, відкриває шлях багатьом іншим розробкам.

«— Почати публічні тести технології, попри чисельні заяви скептиків, — чи це не той самий дух бунтарства, який веде за собою націю та країну до кращого майбутнього? І уявіть собі, що цей дух проявляє сама держава, через органи управління транспортом. Ніколи б не могла уявити, що працюючи в Транспортному департаменті, я прийматиму участь в такому захопливому, революційному експерименті. Це неймовірне відчуття — бути причетною до наукового прогресу.»

Якщо ретельно дослідити факти, ідея збирати сонячну енергію на дорогах видасться не революційною, а просто елементарною. Більшість шосе знаходяться під прямими сонячними променями, нагріваються, від чого збільшується температура атмосфери — ще одна причина глобального потепління. То чи не логічніше вкрити шляхи сонячними панелями, які обернуть негативний вплив Сонця на позитивне енергетичне рішення? Найбільшою перепоною тут виступає покриття сонячних панелей, яке має бути досить прозорим і досить витривалим, щоб виконувати всі функції «сонячного шосе».

Дорога в Європу

Одночасно з випробуваннями в США, європейські організації також впроваджують технології збору сонячної енергії на дорогах. Мова йде про два проекти, французький та голландський. В Нідерландах об’єднання державних установ та приватних компаній розгортає пілотну програму SolaRoad з встановлення сонячних панелей на велосипедних доріжках в містечку Кромені.

kidsfietspad_dsc8907-0

У Франції розвивається проект Wattway, ініційований будівельною корпорацією Colas та Національним інститутом сонячної енергетики. В ньому застосовується інша технологія: нанесення спеціального покриття на звичайні автомагістралі, яке виробляє енергію. Наразі готується випробування систем Wattway в сотні локацій по всьому світу, щоб дослідити роботу системи в різних кліматичних та фізичних умовах.

Інженер-розробник Wattway Ніколас Грігліо (Nicolas Griglio) порівнює випробування сонячних доріг із першими польотами аеропланів:

«— Завжди присутня стадія початкового випробування. Перед масовим виробництвом аеропланів також проводили тестування. Я б сказав, що ми зараз діємо за тим самим шаблоном, висловлюючись професійною мовою, та всіляко перевіряємо інноваційну технологію.»

Квадратні метри та кілометри

Прихильники розташування сонячних панелей на шосе називають ще одну суттєву перевагу — економія простору для енергоефективних технологій. Представник голландського проекту SolaRoad Стен де Віт (Sten de Wit) пояснює, що уряди багатьох країн, орієнтованих на енергозбереження, з подивом для себе з’ясували, як багато місця потрібно виділити для розташування таких об’єктів. Парадокс, але навіть для країни, що асоціюється з вітряками, виявилось справжньою проблемою знаходити території під інфраструктуру «зеленої» енергетики, не спричинивши конфлікт інтересів держави і місцевої громади.

Енергоефективні дороги можуть стати порятунком для невеликих європейських країн. За словами Стена де Віта, площа магістралей в Нідерландах вдвічі перевищує площу дахів, а розміщення сонячних панелей на вже побудованих трасах ніяк не зашкодить ландшафту і не вимагатиме виділення нових земель під забудову. Таке рішення надзвичайно імпонує уряду держави, якій регулярно доводиться в індивідуальному порядку домовлятись буквально з кожним першим фермером, чия власність потрапляє в зону будівництва чергового енергетичного об’єкту.

The SR3, the latest version of Solar Roadways technology.

SR3, остання версія технології Solar Roadways

Успіх та розширення мережі сонячних трас залежить від того, чи можна буде їх будувати за прийнятною собівартістю. Скептики стверджують, що на сьогоднішній день такі шляхи занадто дорого коштують, особливо, якщо порівнювати їх вартість із вартістю встановлення сонячних панелей на дахах.

Джеймс Мак (James W. Mack), директор з маркетингу в компанії CEMEX, що входить до четвірки найбільших світових постачальників бетону, зауважує, що економічна доцільність будівництва та утримання сонячних магістралей доволі сумнівна. «Ми ледь можемо собі дозволити ремонт всіх наявних шляхів з асфальту та бетону».

 A rendering of another future Solar Roadways test in Sandpoint, Idaho, near the Solar Roadways factory. Solar Roadways

План експерименту з Solar Roadways в місті Сендпоінт, Айдахо

Натомість, один з лідерів організації Road2Tomorrow Том Блер (Tom Blair) заявив в коментарі виданню News Tribune, що завдяки Solar Roadways магістралі США стануть приносити прибуток не за рахунок утримання плати з водіїв.

«— Настав час модернізувати систему автошляхів та створити такі траси, які будуть реально повертати інвестиції.»

Заплановане тестування на придорожній станції в Міссурі передбачає ретельне спостереження за тим, як панелі реагуватимуть на низькі зимові температури, наскільки суттєвою буде амортизація технології та взагалі, чи зможуть півсотні панелей забезпечити необхідної енергією всю інфраструктуру зупинки.

Крок за кроком

Лорел Маккін наголошує, що спочатку будуть тестувати нове покриття лише на тротуарах, тобто, неможливо буде з’ясувати, як поводяться сонячні панелі під автомобілями. Однак, якщо перший етап завершиться успішно і технологія відповідатиме затвердженим державними органами нормам, планується встановлення аналогічного покриття на паркувальному майданчику зони відпочинку. І тільки після цього можна буде проводити тестування безпосередньо на трасі.

Обидва європейські проекти також демонструють надзвичайну обачливість. Французький уряд попередньо схвалив розробку Wattway та обіцяв підтримати нанесення спеціального покриття на 1 тис. км державних шляхів — за умови, що тести завершаться успішно і підтвердять безпеку та ефективність нововведення.

A Wattway test site

Французький проект Wattway

Голландська SolaRoad вже тестується в межах міста — однак, лише на фрагменті велодоріжки, довжиною 70 м. Стен де Віт сприймає недовіру та повільні темпи впровадження сонячних трас, як цілком нормальне явище. Він згадує, що у 2014 році, запускаючи SolaRoad, його команда зустрілась з недовірою громади до інновації. Місцеві жителі в Кромені боялись, що сонячні панелі будуть занадто слизькими від дощу та, в цілому, ненадійними. Щоб перевірити ставлення населення до нового дорожнього покриття, вирішили оновити лише половину велодоріжки та встановити камеру для фіксації поведінки велосипедистів. Через рік дослідники підтвердили, що ніхто з учасників дорожнього руху навмисне не уникав нової доріжки.

Звичайно, тестування не проходило бездоганно і холод спричинив розшарування зовнішньої поверхні, від чого покриття зіпсувалось. Новий фрагмент сонячної велодоріжки, довжиною 20 м, буде виготовлений з покращених матеріалів, які повинні витримувати зимову погоду. Його планується встановити в жовтні, а до кінця осені ще декілька пілотних проектів SolaRoad будуть запущені в різних містах Голландії.

Усі пілотні проекти зі спорудження сонячних панелей на автошляхах розвиваються досить повільно. Їх розробники маневрують між державним регулюванням транспортної інфраструктури, технологічними вимогами та результатами перших експериментів. Де Віт сподівається, що хоч і повільно, однак SolaRoad буде впроваджено по всій країні. Нехай навіть починати доводиться з периферійних провінцій та велосипедних доріжок.

На боці сонячних інновацій — економія не тільки на енергії, яку зможуть виробляти магістралі, але й на спорудженні самих сонячних панелей. Виробництво останніх постійно покращується і стає доступнішим, а показники якості — підвищуються.

Ніколас Грігліо з Wattway визнає, що спорудження доріг нового типу коштує забагато, однак, прогрес не стоїть на місці. Розвиток виробництва призведе до здешевлення сонячних панелей і траси, що виробляють енергію, стануть звичним явищем по всьому світу. А поки що його проект, як і розробки американців та голландців, закладає фундамент для нового світового устрою. І всі спеціалісти переконані, що з технологіями на зразок Solar Roadways життя стане набагато комфортнішим.

Джерело: Curbed