Sonnig Asphalt: der Weg in die Zukunft oder Weg ins nirgendwo?

Nach einigen Schätzungen, etwa 0,2–0,5 Prozent der weltweiten Festlands Straßen bedeckt. Und diese Haltung sollte erhöhen auf 60% bis 2050. Auffallend viel Platz weggenommen Straßen, denn Sie dienen zum größten Teil nur für den Transport. Was, wenn Sie zu zwingen, Energie zu erzeugen? In China erfolgt der Bau eines der weltweit ersten Solar-Trassen. Ob Autobahn, bedeckt mit Sonnenkollektoren, ein Energy-Stationen der Zukunft?

Einer der Vorteile gegenüber fossilen Brennstoffen zu den erneuerbaren Energien ist die Energiedichte. Der Grund ist ganz einfach: fossile Brennstoffe — erneuerbare Energie ist, das sammelt sich im Laufe von Millionen von Jahren. Öl, Kohle, Erdgas ist alle Energiereserven, die erstellt wurden, aus dem Pflanzen (und Tiere, die diese Pflanzen gegessen) und Sonnenenergie angesammelt im Laufe von Jahrtausenden durch Photosynthese. Es stellt sich heraus, fossile Brennstoffe energieintensiven mehr, als die Nutzung der Sonnenenergie in Echtzeit.

Einfach ausgedrückt: fossile Brennstoffe erfordert viel weniger Land für die Produktion von Energie, als Solarzellen.

Eines der größten Hindernisse auf dem Weg zur Nutzung der erneuerbaren Energien ist der physische Platzbedarf für die Wartung dieser Quellen. Und unsere ständig wachsende Energieverbrauch verwandelt alles in ein Problem. Ur-Energie — die Gesamtgröße des Energieverbrauchs aus Menschen, aus allen Quellen — Leistungen fossile Brennstoffe und erneuerbare Quellen. Im Jahr 2016 wir verbraucht haben 478 TWH Primärenergie, und diese Zahl wächst jedes Jahr.

Zum Beispiel, wenn Sie wollen, sicherzustellen, dass alle unsere Bedürfnisse nach Energie durch die mais-Bioethanol, das eine Dichte Erzeugung von Energie in der Größenordnung von 0,2 Watt pro Quadratmeter (eine der schlechtesten unter den Biokraftstoffen), müssen etwa 2 x 10¹⁵ Quadratmeter Land für den Anbau von mais. Leider ist es mehr als vier mal größer als die Fläche der Oberfläche der Erde.

Die Gegner der erneuerbaren Energien nutzen dieses Beispiel, um zu zeigen, dass die Infrastruktur für erneuerbare Energien einfach nicht möglich. Aber es ist eine übertreibung; die Energiedichte für Arrays von Solarzellen kann bis zu 20 w/m² oder sogar mehr, und auf der Oberfläche der Erde ist völlig ausreichend. Es ist auch erwähnenswert, dass die Energie, die von Sonnenkollektoren, hat die Form von hochwertigem Strom.

Da der Verzicht von fossilen Brennstoffen bedeutet die Nutzung von Strom statt der Verbrennung, dass es oft effizienter ist, würden wir verbrauchen weniger Primärenergie in einer Welt ohne fossile Brennstoffe; Kraftwerk fossilen Kraftwerken effektiv nicht auf 100%, und einige verlieren bis zu 70% der Primärenergie bei der Umwandlung in Strom. Aber das Ausmaß der erneuerbaren, könnten die konventionellen Energiequellen ersetzen, erfordert viel Land.

Es ist Ganz natürlich, dass viele Menschen betrachten die Straßennetze als Option.

Angesichts der Tatsache, dass die Erde schon mit Straßen, Schäden an der Umwelt sind ziemlich niedrig. Solche Kraftwerke nicht leiden Abgeschiedenheit von den Problemen, mit denen wir konfrontiert werden könnten in der Sahara; für Reparatur-und Wartungsarbeiten wird genug zu erreichen... auf dem Weg. Fügen Sie die LEDs und es erscheint die Markierung, Verkehrszeichen, Beleuchtung und Rahmen. Man kann sogar träumen, dass eines Tages Autos erhalten die Energie kabellos, einfach Reisen auf solchen Straßen.

Scheinbar ist es völlig undurchführbar ist. Aber Nein, die sonnigen Straßen gibt es viel Unterstützung von den Regierungen und Unternehmen.

Hier In China beschlossen einen 2 Kilometer von Solarkollektoren im Sandwich zwischen einer transparenten Schicht aus Asphalt und Isolatoren. Und es ist der Letzte Versuch, etwas zu tun. Solar Roadways, ein Startup aus Idaho, zog bereits 2 Millionen US-Dollar für die Entwicklung auf Indiegogo. Scott Bruce, der Gründer des Unternehmens, stellte den Prototyp der Straße, das auf einen Hinterhof, die sicherstellen könnte die Hälfte des Energiebedarfs der USA. Leider sind Solar Roadways müssen mehr Investitionen anzuziehen und zu überwinden skeptische Barriere. David Бьелло sagte in einem Artikel in Scientific American, dass «Glas für solche Straßen muss gehärtet, Leistung, selbstreinigend und in der Lage, das Licht Batterien sogar in schlimmsten Wetterverhältnissen — für das Glas gibt es einfach nicht».

Chinesische Eingabemethode verwendet eine neue transparente Asphalt anstelle von Glas und löst das Problem материаловедов, da die tränken in 10 mal mehr Druck als ein normaler Asphalt. Der Aufbau von Straßen ist nicht der Fall für eine einzelne Person oder eines Landes; Prototypen entstanden in den Niederlanden — SolaRoad Radweg, und in Frankreich ist wie auch die erste Solar-Straße gebaut. Solche Projekte Energie erzeugen schon seit mehreren Jahren, so dass die Idee im Prinzip realisierbar. Leider zwischen «grundsätzlich realisierbar» und «praktisch» gibt es eine große Kluft.

Zum Beispiel der Preis. Es gibt zu bewerten Solar Roadways Scott Brjussow, die Kosten für den Ersatz der amerikanischen sonnigen Straßen belaufen sich auf 56 Billionen US-Dollar, also kein Crowdfunding Kosten nicht deckt (wenn nur jeder auf dem Planeten nicht скинется auf die Sache Brjussow). In einer Regierung gibt es einen Konsens bezüglich Investitionen in die Infrastruktur, aber kaum die sonnigen Straßen ungehindert Finanzierung erhalten. Die chinesische Solar-Straße kostet 458 US-Dollar pro Quadratmeter, und Brjussow — 746 Dollar. Besser, aber nicht viel.

Offensichtlich, jede wirkliche Lösung unsererdie energiekrise muss radikal und Massiv. Ähnliche drastische Regelung für die Umwandlung der Sahara in riesigen Solarbatterie oder Abführung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre auch gemessen werden in die Billionen von Dollar.

Aber neben den Kosten gibt es noch eine sehr wichtige Frage, ob es als Lösung für die energiekrise. Die Straßen sind nicht immer Bauten zu den besten Plätzen für die Aufstellung von Sonnenkollektoren, und Sie können nicht unter einem idealen Winkel für solche. Wenn die Reinigung der Sonnenkollektoren in der Sahara-Staub ist ein Problem, das die Aufrechterhaltung der Straßen funktionierenden und sauberen gleichzeitig kann die Technik in einen Albtraum verwandeln. Es ist schwer zu verstehen, warum die Unterbringung der Platten parallel zur Straße wird nicht billiger und besser.

Und selbst die Prototypen...

Der Prototyp der Straße in den Niederlanden, wie berichtet, läuft «besser als erwartet», erzeugen «70 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr». Aber 70 kW⋅h ist sehr wenig. Wenn Sie wollen, laden Sie auf diesem Weg Ihr Auto, 1 Quadratmeter bieten Ihnen eine Laufleistung von 500 Kilometern im Jahr an Ihrem Tesla; aber der Durchschnittliche Auto läuft über 15 000 Kilometer im Jahr, deshalb sind diese 500 Kilometer werden ein Tropfen im Meer.

Und was ist mit dem Problem der Energiedichte? Skalierung der niederländischen Prototyp wird auf die Dichte von 8 Watt pro Quadratmeter. Wenn Sie verbringen 56 Billionen auf die Straße, Sie decken etwa 7,5 x 10¹⁰ qm PANEELEN und erhalten Sie 600 GWh Strom. Gut — etwa so viel Energie absorbieren den USA pro Tag. Aber für 56 Billionen könnte etwas besseres zu finden.

Engagement für den Bau von Solar-Straßen in China auf seine Weise symbolisch. Das Land sucht nach innovativen Energielösungen. Wer weiß, vielleicht eines Tages die sonnigen Straßen sind ziemlich Billig und effektiv, um in die Realität zu verkörpern. Im schlimmsten Fall wird dieses Projekt lenkt uns von der Suche nach den besten Lösungen. Am besten — die Straße bekommt noch einen Zweck.