Kilka miesięcy temu, porządkując piwnicę, znalazłem cały karton „Młodych Techników” z połowy lat sześćdziesiątych. Dla niewtajemniczonych, to wciąż wydawany miesięcznik popularno-naukowy poświęcony nauce i technice. Znajdziemy w nim mnóstwo zagadnień dotyczących chemii, fizyki, astronomii, matematyki, informatyki, automatyki oraz sposóbu działania i najnowszych rozwiązań wielu urządzeń technicznych.
W jednym z numerów zaprezentowano
ciekawy materiał dotyczący świata w XXI w. Otóż w połowie lat
sześćdziesiątych ludzkość oczekiwała szybkiego podboju kosmosu,
pojazdów pozwalających na samodzielne poruszanie się bez ingerencji
kierowcy, fantazjowano na temat teleportacji i różnego rodzaju
napędów.
Dlaczego poruszam taki temat na
portalu motocyklowym? Jako aktywni uczestnicy ruchu drogowego,
motocykliści bardzo często narzekają na infrastrukturę drogową.
Niedostateczne oznakowanie, złe oświetlenie, błędna organizacja
ruchu, czy (szczególnie na początku i końcu sezonu) słaba
przyczepność nawierzchni spowodowana niskimi temperaturami - to
jedne z największych niedogodności mogących prowadzić do wypadku.
Okazuje się, że dwójka Amerykanów znalazła rozwiązanie na powyższe
problemy; mimo, że wyprzedza ono nasze czasy, nie będziemy
zdziwieni, jeśli pojawi się na drogach w bliżej nieokreślonej
przyszłości…
Filozofia
Autorzy projektu,
Julie i Scott Brusaw z Idaho, zauważyli pewną rzecz. Sieć
amerykańskich autostrad ma 77 tys. kilometrów długości. Ich jedyną
funkcją jest zapewnianie komunikacji drogowej. Oświetlenie znacznej
części tras wymaga gigantycznego poboru prądu, doliczając do tego
sygnalizacje świetlne i tablice informacyjne uzyskujemy bardzo duże
obciążenie dla środowiska i co tu dużo mówić, znaczny koszt
utrzymania infrastruktury. Wynalazcy wpadli na pewien pomysł:
postanowili całą powierzchnię dróg, chodników i parkingów zamienić
w gigantyczną baterię słoneczną. Po wstępnych obliczeniach
okazałoby się, że uzyskana powierzchnia odpowiadałaby mniej więcej
dwunastu milionom boisk do piłki nożnej.
Technologia
Oczywiście
bezpośrednia wymiana asfaltu na baterie słoneczne, z powodu ich
niskiej trwałości mechanicznej, nie wchodzi w grę. Potrzebne jest
inne rozwiązanie. Baterie zostaną umieszczone w specjalnych,
sześciokątnych panelach, których górna warstwa, oprócz
przezroczystości, zapewni przede wszystkim wystarczającą
przyczepność dla opon samochodowych, ale i dużą wytrzymałość
mechaniczną. Po dziesięciu latach poszukiwań odpowiedniego
materiału, z pomocą przyszła technologia wykorzystywana do…
zasilania stacji kosmicznych. Pod wspomnianą przezroczystą pokrywą
umieszczono specjalne ogniwa fotowoltaiczne. Ich cena jest nadal
bardzo wysoka, na szczęście jednak systematycznie maleje. Panele
połączone ze sobą stworzyłyby gigantyczną elektrownię słoneczną,
której wydajność przewyższyłaby trzykrotnie energetyczne
zapotrzebowanie USA. Najciekawszym pomysłem jest jednak wbudowanie
wewnątrz dużej liczby diod elektroluminescencyjnych i stworzenie
układów pozwalających na inteligentne zarządzanie ich działaniem.
Uzyskujemy dzięki temu największy na świecie wyświetlacz LCD,
będący dodatkowo generatorem energii.
Możliwości
Odsuńmy na bok ideę
działania takiego układu i skoncentrujmy się na korzyściach. Czy
wyobrażaliście sobie kiedykolwiek pasy ruchu wyświetlane na
jezdni?! W przypadku korka, wypadku, czy nagłego wtargnięcia
zwierząt bądź innych niebezpieczeństw, sensory wykryją zagrożenie
oraz zareagują w odpowiedni sposób; wyświetlą komunikat: „zwolnij”,
„wypadek”, „korek”, czy „niebezpieczeństwo”. Zasygnalizują też
miejsce wymagające wzmożonej ostrożności. W przypadku korka w jedną
stronę, system może zmienić organizację ruchu: z dwóch pasów w
każdą stronę zrobić trzy dla zakorkowanego kierunku i jeden dla
przeciwnego. Idąc dalej, wyobraźmy sobie tor wyścigowy, na którym
możemy sobie dowolnie konfigurować nitkę. Albo parkingi, które
zaadaptują się do wielkości i liczby samochodów. Załóżmy, że ktoś
pomyłkowo zaparkuje na miejscu dla inwalidów – system je wyłączy i
przesunie na miejsce obok. Z paneli można stworzyć także boiska
szkolne ze zmianą oznaczeń w zależności od uprawianej dyscypliny.
Inne, ciekawe rozwiązania mogą dotyczyć bezpieczeństwa pieszych.
Możliwości i pole dla inżynierów zarządzania ruchem są
nieograniczone. Dodatkowo system przewiduje ładowanie pojazdów
elektrycznych wprost z ulicy. Największą jednak zaletą jest
samoczynne odśnieżanie się ulicy, jeśli na panelach zastosujemy
matę grzewczą. A teraz kilka aspektów Eko. Oczywiście mało kto
zwraca uwagę na emisję spalin, nagrzewanie się powietrza od
pracujących, tradycyjnych elektrowni, a wspomniany system
wykorzystuje czystą energię słoneczną. Zmniejszona zostanie emisja
dwutlenku węgla.
Ciemna strona mocy
Teraz warto wspomnieć
o wadach. Największa, to koszty. Druga – system sprawdzi się w
krajach o dużym nasłonecznieniu, w miejscach deszczowych, lub np.
daleko wysuniętych na północ, instalacja nie uzyska dużej
sprawności – trudno zastosować panele słoneczne w czasie trwającej
kilka miesięcy nocy polarnej. Kolejnym problemem jest lobby
dotychczasowych producentów energii tradycyjnej. Dla nich to
gigantyczna strata pieniędzy. Pozostają także utrudnienia
technologiczne – wielokrotne cykle zmiany temperatur, opadów
atmosferycznych, trwałości, starzenia się warstwy styku opona/panel
oraz zachowania drogi w przypadku kataklizmów. Koszt utrzymania
oraz ewentualnych napraw ma również niebagatelne znaczenie. W
przypadku krajów o nieco niższym rozwoju cywilizacyjnym bałbym się
także o dewastację i kradzieże paneli.
Stan
obecny
Wynalazcy założyli
firmę Solar Roadways. Obecnie korzystają z dwuetapowego
dofinansowania Departamentu Transportu (Federal Highway
Administration), a w rozwój pomysłu zaangażowało się kilku
senatorów. To jednak nieco za mało, dlatego za pomocą strony
internetowej zbierają oni środki na realizację projektu. Powstaje
pytanie, dlaczego nie odsprzedadzą pomysłu lub nie skorzystają ze
wsparcia dużych firm? Julie i Scott Brusaw boją się po prostu, że
projekt zostanie odrzucony, zgnije w archiwach, a jednym z ich
celów jest stworzenie nowych miejsc pracy na terenie USA przy
produkcji i montażu paneli słonecznych. Aktualnie trwają prace nad
doborem materiałów i pokazami pierwszych, niewielkich, zabudowanych
panelami przestrzeni.
Naszym zdaniem
Na pierwszy rzut
oka rozwiązanie Solar Roadways sprawia wrażenie zbyt
futurystycznego. Po głębszej analizie wydaje się wybawieniem
energetycznym w ujęciu lokalnym i globalnym. Oczywiście w
wątpliwość można poddać kwestie wytrzymałości, trwałości oraz
kosztów budowy i eksploatacji wspomnianych paneli. Z drugiej zaś
strony, zwiększony nakład na rozwój i serwis nowej generacji dróg w
pewnym sensie rekompensuje się olbrzymią wydajnością energetyczną i
produkcją przede wszystkim taniej i czystej energii, co tym samym
poprawi jakość życia większości mieszkańców naszego globu. Nowe
drogi podwyższą także bezpieczeństwo i płynność poruszania się w
ruchu ulicznym. Pozostaje tylko trzymać kciuki za wybudowanie
przynajmniej odcinka testowego. A jaki jest Wasz pogląd na nową
technologię? Czy w przyszłości zobaczymy ją na terenie Polski? Czy
Polacy przywitają nowe rozwiązania chlebem i solą, czy raczej
usłyszawszy cenę paneli zdemontują je i powieszą na ścianie
próbując zrobić z nich „największy telewizor we wsi” lub symbol
statusu właściciela domu? A może kasa na ewentualny rozwój
technologii budowy naszych dróg lepiej byłaby spożytkowana na
budowę kolejnej Świątyni Opatrzności Bożej? Zachęcam do
dyskusji!
Myśl, że największym problemem jest opracowanie bardzo taniej technologii produkcji ogniw fotowoltaicznych (zupełnie tak jak z akumulatorami do aut elektrycznych). I nie chodzi tutaj o to że ogniwa są produkowane w zbyt małej ilości sztuk. Po prostu obecna technologia jest zbyt droga z punktu widzenia surowców jak i złożoności procesu. Jeśli chodzi o warstwę wierzchnią to problem jest podobny.
Natomiast koncerny energetyczne nie mają się o co bać. Nasza cywilizacja aby dalej się rozwijać będzie musiała pozyskiwać coraz to więcej energii
@e_gregor: Cena takich ogniw to jedno, najgorsza rzeczą jest bardzo niska skuteczność takiego rozwiązania. Gdyby skuteczność wynosiła powyżej 50%, prawdopodobnie powstało by wiele elektrowni słonecznych. No ale cóż, póki jet benzyna, można o tym zapomnieć (z wiadomych względów) ;P
Gdzieś czytałem, że ma być specjalny pas drogowy stworzony z myślą o ładowaniu samochodów w sposób indukcyjny. brakuje Ci bateri? Zjeżdżasz na taki pas, przejeżdżasz jakiś tam kawałek i pyk 25% Ci się ładuje. Skoro są pętle indukcyjne, to może auta jeżdżące bo takim asfalcie mogły by produkować energię? :)