Solpaneler erstattede asfalt på en motorvej - her er resultaterne

For fire år siden bejlede en viral kampagne til verden med et løfte om at bekæmpe klimaændringer og sætte gang i økonomien ved at erstatte asfalt på verdens veje med solpaneler. Den dristige idé har gennemgået nogle road tests siden da. De første resultater fra foreløbige undersøgelser er for nylig kommet ud, og de er lidt undervældende.

Et solpanel, der ligger under en vej, har en række ulemper. Da den ikke har den optimale hældningsvinkel, det vil producere mindre strøm, og det vil være mere tilbøjeligt til skygge, hvilket er et problem, da skygge over kun 5% af overfladen på et panel kan reducere strømproduktionen med 50%.

Panelerne er sandsynligvis også dækket af snavs og støv, og ville have brug for langt tykkere glas end konventionelle paneler for at modstå trafikkens vægt, hvilket yderligere vil begrænse det lys, de absorberer.

Ude af stand til at drage fordel af luftcirkulationen, det er uundgåeligt, at disse paneler også opvarmer mere end et solcellepanel på taget. For hver 1°C over den optimale temperatur mister du 0,5 % af energieffektiviteten.

Som følge heraf et betydeligt fald i ydeevnen for en solcellevej, sammenlignet med solpaneler på taget, må forventes. Spørgsmålet er, hvor meget og hvad er de økonomiske omkostninger?

Resultaterne af vejprøverne er klar

En af de første solveje, der skal installeres, er i Tourouvre-au-Perche, Frankrig. Denne har en maksimal effekt på 420 kWs, dækker 2, 800 m² og kostede 5 mio. EUR at installere. Dette indebærer en omkostning på €11, 905 (£10, 624) pr. installeret kW.

Mens vejen formodes at generere 800 kilowatttimer om dagen (kWh/dag), nogle nyligt offentliggjorte data indikerer et udbytte tættere på 409 kWh/dag, eller 150,- 000 kWh/år. For en ide om, hvor meget det er, det gennemsnitlige hus i Storbritannien bruger omkring 10 kWh/dag. Vejens kapacitetsfaktor – som måler effektiviteten af ​​teknologien ved at dividere dens gennemsnitlige effektydelse med dens potentielle maksimale effekt – er kun 4 %.

I modsætning, Cestas solcelleanlæg nær Bordeaux, som har rækker af solpaneler omhyggeligt vinklet mod solen, har en maksimal effekt på 300, 000 kWs og en kapacitetsfaktor på 14 %. Og til en pris af 360 mio. € (321 mio. GBP), eller €1, 200 (£1, 070) pr. installeret kW, en tiendedel af prisen på vores solcellebane, den genererer tre gange mere strøm.

I Amerika, et firma ved navn Solar Roadways har udviklet en smart motorvej med solpaneler, inklusive sensorer og LED-lys til at vise trafikadvarsler om eventuelle kommende farer, såsom en hjort. Den har også varmepuder til at smelte sne om vinteren.

Flere af deres SR3 paneler er blevet installeret i en lille sektion af fortovet i Sandypoint, Idaho. Dette er 13,9 m² i areal, med en installeret kapacitet på 1.529 KWs. Installationsomkostningerne er angivet som $48, 734 (ca. £37, 482), hvilket indebærer en omkostning pr. installeret kW på €27, 500 (£24, 542), mere end 20 gange højere end Cestas kraftværket.

Solar Roadways egne estimater er, at LED-lysene ville forbruge 106 MWh pr. med panelerne, der genererer 415 MWh – så mere end 25 % af den nyttige strøm forbruges af lysdioderne. Dette vil reducere ydeevnen yderligere. Varmepladerne er også citeret for at trække 2,28 MW pr. så at køre dem i kun seks dage ville annullere enhver nettogevinst fra solpanelerne.

Og det er før vi ser på de faktiske data fra Sandypoint-installationen, som genererede 52.397 kWh på 6 måneder, eller 104,8 kWh over et år. Ud fra dette kan vi estimere en kapacitetsfaktor på kun 0,782 %, hvilket er 20 gange mindre effektivt end Cestas kraftværk.

Det sagt, det skal påpeges, at dette panel er på et bytorv. Hvis der er én ting, vi kan konkludere, det er, at en sektion af fortovet omgivet af bygninger i en sneklædt nordlig by ikke er det bedste sted at placere et solcelleanlæg. Imidlertid, måske er der en større pointe – solcelleveje på byens gader er bare ikke en god idé.

Løber ud af vejen

Veje repræsenterer faktisk ikke så stort et område, som vi antager. Det britiske transportministerium giver en opdeling af længden af ​​Storbritanniens forskellige vejtyper.

Forudsat at vi kan beklæde disse i solpaneler, fire spor på hver motorvej, to baner på A &B-vejene og en halv bane til C &U-veje (mange er enkeltsporede veje og vil bare ikke være egnede) kommer vi frem til et overfladeareal på 2 milliarder m².

Hvilket lyder af meget, indtil du indser, at bygninger i Storbritanniens byområder optager et areal på 17,6 milliarder m². Så blot at dække en brøkdel af Storbritanniens tage med solpaneler ville straks give mere strøm end at sætte dem på vejene. Det er helt bortset fra de fordele, som en mere høj position ville give for større elproduktion.

Alt dette tyder på, at kun en lille del af vejnettet faktisk ville være egnet. Og, på grund af vejnettets relativt lille størrelse, Solveje kan kun blive en nichekilde til strøm og aldrig genvejen til vores fremtidige energiforsyning.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.