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道路会发电?太阳能板铺路梦成真

2017-01-10风凝

科学大众·小诺贝尔 2016年11期
关键词:相连接积雪融化

风凝

一个天方夜谭的想法

前不久,美国有一对夫妇忽然脑洞大开,幻想将公路上的柏油沥青路面全部换成太阳能光伏板,这样全美国75 000多平方千米的公路,就可以发很多很多电了。不仅如此,他们还幻想铺设太阳能光伏板的公路同时能提供路面照明与交通指示、提供智能交通的路面探测、电烘干路面的积雪,甚至能够给电动汽车提供无线充电,让其续航能力达到无限大……这种高科技似乎只存在于科幻大片中,在现实中似乎有点天方夜谭!

不过,这对夫妇并不是想想就作罢了,他们动起真格来了。电子工程师出身的丈夫马上就开始研发能够铺在公路上的太阳能道路板 Solar Roadway。

道路会发电

太阳能道路板Solar Roadway 主要铺设在道路及停车场中,由相互咬合的四层六边形钢化玻璃面板组成。最上层是钢化玻璃,第二层是LED发光指示灯,第三层是电路层,第四层是基础地基层。基础地基层面板用可回收、可利用材料制成,被安置在底层。第二层和第三层属于支撑构架层,内嵌有电路系统。LED灯会采集阳光,并将其转化为电能。顶层采用强化玻璃制成,用来对汽车进行牵引支持。这种道路板能支持150 000千克重的卡车。

这样设计的优点在于,只要将全美国1/3的道路铺设太阳能道路板,产生的电量就可以满足全美国的用电量需要,同时可大幅度减少碳排放量。

路面指示系统

此外,Solar Roadway 还可以提供路面指示系统。由第二层的 LED 发光层产生的智能路面指示灯,可以通过远程控制,为司机提供信息,或在停车场为车辆重新安置车位。同时,还可以根据需要随时变换,就像一个巨大的显示器。对于路面的特殊情况,还能做到实时监控,提醒远处司机注意。

快速融化积雪

太阳能道路板Solar Roadway还包含了与电网相连接的加热元件,再加上积累的大量电能,遇到雪天,Solar Roadway可以快速加热地面,将积雪或者冰融化。其实,当Solar Roadway 开始运作,根本不用等到形成积雪,每一片雪花落到路面后,都会迅速融化。雨水和融化的雪水都会从六边形周边的缝隙区域迅速被导流到下方的排水槽里。与道路板相连接的电缆夹层,有助于储存与平衡雨水,同时也提供了储存电量和数据线的空间。

随时随地可充电

最重要的是,Solar Roadway 可以作为一个巨大的无线充电设备,通过互感技术给在上面行驶和停泊的电动汽车进行无线磁感应充电,大大提高了电动汽车的续航能力。其实,无线充电对于未来的智能交通体系来说,才是绝对的利好消息。最关键的是,这些电力都是通过最清洁的太阳能实现的。Solar Roadway的成本基本上可以用产生的电量来支付,这些电量同时为相连接的家庭和商用公司供电。

表现超预期

目前, 这对夫妇已经完成了许多测试,包括在自家后院和附近小区的测试,效果都相当好。现在,Solar Roadway 太阳能道路系统项目已经在美国66号公路密苏里路段开启了小规模试点建设工程,在当地政府的支持下,朝着现实大面积应用又前进了一小步。

据估计,美国约有80 000平方千米可用的道路,可以转化为太阳能道路。如果在全美范围内都安装上这种太阳能道路板,它们提供的可再生能源,会比美国现在使用的所有能源都要多。

当然,目前 Solar Roadway 的造价成本仍然很高,需要通过更高的技术合作单位加入进来,选择最优的材料技术方案,并大规模生产,让每块太阳能道路板的造价降下来,争取达到现有的1/10,才会真正地推进这个项目到达可实际应用的阶段。

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