والطاقة الشمسية الطريق الطريق إلى المستقبل أو الطريق إلى أي مكان ؟

ووفقا لبعض التقديرات ، في حدود 0.2–0.5% من سطح الأرض مغطى من الطرق. وهذه النسبة من المتوقع أن تزيد بنسبة 60% بحلول عام 2050. بشكل مثير للدهشة الكثير من المساحة المخصصة الطرق ، ولكن في الغالب هم فقط من أجل النقل. ماذا لو لجعلها تنتج الطاقة ؟ الصين بناء واحدة من الأولى في العالم الشمسية آثار. أن الطريق السريع مع تغطية الألواح الشمسية لتصبح محطات الطاقة في المستقبل.

واحدة من فوائد الوقود الأحفوري ضد مصادر الطاقة المتجددة كثافة الطاقة. والسبب بسيط: الوقود الأحفوري الطاقة المتجددة التي تراكمت على مدى ملايين السنين. النفط والفحم والغاز الطبيعي كل احتياطيات الطاقة التي تم إنشاؤها من النباتات (الحيوانات التي تأكل هذه النباتات) و الطاقة الشمسية المتراكمة عبر آلاف السنين من خلال عملية التمثيل الضوئي. اتضح الوقود الأحفوري أكثر استهلاكا للطاقة من استخدام الطاقة الشمسية في الوقت الحقيقي.

باختصار: الوقود الأحفوري يتطلب أقل بكثير من الأراضي لإنتاج الطاقة من الألواح الشمسية.

واحدة من أكبر العقبات التي تعترض الطاقة المتجددة هي المساحة الفعلية المطلوبة لخدمة هذه المصادر. و تزايد استهلاك الطاقة يجعل كل هذا مشكلة. الطاقة الأولية — مجموع الطاقة التي يستهلكها البشر من جميع المصادر — يشمل الوقود الأحفوري ومصادر الطاقة المتجددة. في عام 2016 ، ونحن تستهلك 478 تيراواط من الطاقة الأولية ، وهذا العدد يتزايد كل عام.

على سبيل المثال ، إذا كنت ترغب في توفير كل احتياجاتنا من الطاقة على حساب الذرة الايثانول التي لديها كثافة من إنتاج الطاقة في ترتيب 0.2 واط لكل متر مربع (واحدة من أسوأ بين الوقود الحيوي) إلى حوالي 2 × 10¹⁵ متر مربع من الأراضي لزراعة الذرة. للأسف, هذا هو أكثر من أربع مرات أكبر من مساحة سطح الأرض.

المعارضين من استخدام الطاقة المتجددة هذا المثال لإظهار أن البنية التحتية للطاقة المتجددة هو ببساطة مستحيل. ولكن هذا هو مبالغة ؛ كثافة الطاقة من صفائف من الخلايا الشمسية يمكن أن تصل إلى 20 W/م² أو أكثر ، و أن سطح الأرض غير كافية. من الجدير بالذكر أيضا أن الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية في شكل عالية الجودة الكهرباء.

لأن التخلي عن الوقود الأحفوري يعني استخدام الكهرباء بدلا من حرق الوقود ، والتي غالبا ما تكون أكثر كفاءة ، نود أن تستهلك كميات أقل من الطاقة الأولية في العالم دون الوقود الأحفوري; الوقود الأحفوري كفاءة 100% ، وبعض تفقد ما يصل إلى 70% من الطاقة الأولية عند تحويلها إلى كهرباء. ومع ذلك ، فإن حجم مصادر الطاقة المتجددة التي يمكن أن تحل محل مصادر الطاقة التقليدية ، سوف تتطلب الكثير من الأراضي.

ومن الطبيعي أن كثير من الناس النظر في شبكة الطرق كخيار.

في ضوء حقيقة أن الأرض بالفعل مع تغطية الطرق الأضرار البيئية ستكون منخفضة جدا. مثل هذه النباتات لا تعاني من مشاكل بعد أن كنا وجهه في الصحراء ؛ إصلاح وصيانة سوف يكون كافيا للحصول لهم على الطريق .. إضافة المصابيح و سوف تكون علامات, علامات الطريق, الإضاءة والحدود. يمكنك حتى حلم أن يوم واحد سوف السيارات تتلقى الطاقة لاسلكيا فقط من قبل القيادة على مثل هذه الطرق.

ويبدو أن هذا مستحيل تماما. ولكن لا الشمسية الطرق لديهم الكثير من الدعم من الحكومات و الشركات.

في الصين ، قررت أن تجعل من 2 كيلومتر من الألواح الشمسية في شطيرة بين شفافة الأسفلت طبقة عازل. وهذه آخر محاولة القيام بشيء ما. الطرق الشمسية, بدء التشغيل من ايداهو ، وقد جذبت بالفعل 2 مليون دولار في التنمية على Indiegogo. سكوت بروس ، مؤسس الشركة بعرض النموذج الأولي من الطريق التي تم إنشاؤها في الفناء الخلفي ، والتي يمكن أن توفر نصف احتياجاتها من الطاقة من الولايات المتحدة. للأسف الطرق الشمسية سوف تضطر إلى جذب المزيد من الاستثمار والتغلب على حاجز الشك. ديفيد Biello لاحظت في المادة العلمية الأمريكية أن "الزجاج مثل هذه الطرق يجب أن تصلب, التنظيف الذاتي قادرة على نقل الضوء البطاريات حتى في الطقس الرهيب في ظروف الزجاج ببساطة لا وجود لها."

الصيني يستخدم الأسلوب الجديد من الزجاج الشفاف بدلا من الأسفلت يحل مشكلة مادة العلماء منذ تحمل 10 مرات المزيد من الضغوط من التقليدية الأسفلت. بناء الطاقة الشمسية الطرق ليست مسألة شخص واحد أو بلد واحد ؛ النماذج التي تم إنشاؤها في هولندا — SolaRoad مسار الدراجة ، و في فرنسا — يبدو حتى أول الطريق للطاقة الشمسية. مثل هذه المشاريع بالفعل توليد الطاقة لعدة سنوات, إذن الفكرة من حيث المبدأ هي البيعية. للأسف بين "في المبدأ عمليا" و "العملية" هي فجوة كبيرة.

على سبيل المثال ، السعر. تقدير "الطرق الشمسية" سكوت Bryusov ، واستبدال تكلفة من الطرق الأمريكية الشمس تصل إلى 56 تريليون دولار ، لذلك لا crowdfunding لا تغطي تكلفة (إلا إذا كان كل فرد على هذا الكوكب لن يكون خلعت حالة Bryusov). في أي حكومة هناك توافق في الآراء على أن الاستثمار في البنية التحتية ، ولكن بالكاد مشمس الطرق بحرية الحصول على التمويل. الشمسية الصينية الطريق دولار تكاليف 458 للمتر المربع الواحد ، Bryusov — 746 دولار. أفضل, ولكن ليس كثيرا.

ومن الواضح أن أي حل حقيقي منأزمة الطاقة يجب أن تكون جذرية واسعة النطاق. مماثلة جذرية مخططات لتحويل الصحراء إلى عملاق لوحة للطاقة الشمسية أو امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كما سيتم تقييمها في تريليونات من الدولارات.

ولكن جنبا إلى جنب مع التكلفة ، هناك أمر آخر مهم جدا سؤال حول ما إذا كان سيتم العمل على حل أزمة الطاقة. الطرق ليست دائما بنيت في المواقع المثلى للحصول على الألواح الشمسية ، وأنها قد لا تكون في زاوية مثالية لمثل هذا. إذا كان تنظيف الألواح الشمسية في الصحراء الغبار هي مشكلة الحفاظ على الطرق نظيفة وتعمل في نفس الوقت يمكن أن يتحول إلى كابوس التكنولوجيا. فمن الصعب أن نفهم لماذا وضع لوحات بالتوازي مع الطريق لن تكون أرخص و أفضل.

و النماذج...

نموذج الطرق في هولندا ، كما ذكرت ، تعمل "أفضل من المتوقع" ، توليد "70 كيلووات ساعة لكل متر مربع سنويا". ولكن 70 كيلووات ساعة قليلا جدا. إذا كنت ترغب في شحن على الطريق السيارة ، 1 متر مربع سوف توفر لك مع عدد الكيلومترات من 500 كيلومتر في السنة تسلا الخاص بك; ومع ذلك ، فإن متوسط السيارة يعمل 15 000 كم في السنة ، حتى هذه 500 ميل سوف يكون قطرة في دلو.

ماذا تفعل مع مشكلة كثافة الطاقة? الهولندي حجم النموذج وسوف يؤدي إلى كثافة 8 واط لكل متر مربع. إذا كنت تنفق 56 تريليون دولار على الشمس road, سوف تغطي حوالي 7.5 × 10¹⁰ متر مربع من الألواح الحصول على 600 فولت من الكهرباء. جيد — عن قدر الطاقة لاستيعاب لنا اليوم. ولكن أكثر من 56 تريليون نحن يمكن أن يأتي بشيء أفضل.

الرغبة في إنشاء الشمسية الطرق في الصين في بطريقتها الخاصة رمزية. البلد تبحث عن حلول الطاقة المبتكرة. من يدري ربما في يوم من الأيام الشمسية الطرق سوف تكون رخيصة بما فيه الكفاية و فعالة بما يكفي لتصبح حقيقة واقعة. في أسوأ الأحوال هذا المشروع سوف يصرف لنا من البحث عن أفضل الحلول. أفضل — الطريق سوف تحصل على موعد آخر.