Generaal

Solar Roadways: 'n ingenieursfout


Onthou u Solar Roadways? As 'n nuwe herinnering het Solar Roadways 'n paar jaar gelede massaal geraak nadat hulle beweer het dat hulle die oplossing vir die wêreldwye energiekrisis is. Die idee was om sonpanele in die straat te implementeer om elektrisiteit te produseer. Die panele sou na bewering ook die paaie verlig met verskillende LED-patrone wat geverfde lyne vervang. Vir die winter kan verwarmingsbande sneeu en ys smelt, terwyl dit elektrisiteit opwek en minder onderhoud benodig. Dit lyk te goed om waar te wees. En soos dit blyk, is dit.

Na jare van ontwikkeling en miljoene dollars (insluitend regeringsbefondsing), al die sonpaaie wat vandag geïnstalleer word, lewer nie koste-effektiewe energieproduksie nie. Die paaie is duur en produseer baie minder elektrisiteit as wat geproduseer kan word as die geld op 'n sonplaas gebruik word - of deur dit langs die pad te plaas. Dit is egter nie die enigste fout om paaie in reuse-sonpanele te verander nie.

'N Ingenieursfout

Met die wêreldwye padnetwerk wat indrukwekkend is 16,3 miljoen kilometer, lyk dit redelik dat 'n aansienlike hoeveelheid elektrisiteit met die sonweë bedek kan word. As ons aanneem dat die gemiddelde pad 8 meter breed is, versamel die gebied 'n enorme hoeveelheid130,400,000meter in die vierkant. Die plasing van sonpanele op 'n blote fraksie behoort teoreties genoeg te genereer om die hele wêreld aan te dryf. Dit is egter net onder die beste omstandighede haalbaar - wanneer die sonpanele in direkte sonlig is. Die grootste aansporing vir die projek was die vermoë om homself of sy opbrengs te betaal

Die grootste aansporing van die projek was die vermoë om homself af te betaal, of sy opbrengs van belegging (ROI). Al was daar nog (en dit is amper 7 jaar in die vooruitsig), het geen sonweg 'n kontantvloei-positiewe inkomste gehad nie. In plaas daarvan het die projekte 'n klomp probleme veroorsaak wat uitgebreide onderhoud nodig het. Alhoewel die tegnologie al jare in ontwikkeling is, is die idee nog nie lewensvatbaar nie. Dit maak egter sin.

Nie genoeg lig nie

Op 'n tradisionele sonplaas is sonpanele gerig op die son om die doeltreffendheid te maksimeer. Op meer gevorderde plase word die panele gemaak om die son op te spoor, wat die hoeveelheid energie wat dit kan onttrek, verder verbeter. Van die energie wat die son produseer, kan 'n tipiese sonpaneel slegs ongeveer 20% daarvan absorbeer. Om die hoeveelheid lig waaraan die panele blootgestel word te optimaliseer, is noodsaaklik om 'n koste-effektiewe stelsel te gebruik.

Aan die ander kant minimaliseer sonpanele wat plat lê blootstelling aan direkte sonlig - die optimale hoek om lig te absorbeer. Aangesien die panele vir die grootste deel van die dag nie-parallel bly, word 'n aansienlike hoeveelheid lig afgebuig wat groot kragverliese tot gevolg het. As u 'n sonpaneel plat lê, sal dit lei tot 'n60 persent kragverlies in vergelyking met 'n dop sonpaneel. Die reeds klein hoeveelheid energie wat beskikbaar is, word verder beperk deur die omgewing rondom dit. In die beste omstandighede het die panele 'n ernstige nadeel, sonder inagneming van die konstante slytasie waaraan dit sy hele lewe lank blootgestel sal word.

[Image Souce:Thunderf00t via YouTube]

LED's is moeilik om gedurende die dag te sien

Een van die kenmerke van die paaie was om LED's in te sluit wat die noodsaaklikheid van verflyne sou vervang. 'N Kritieke balans moet egter bereik word deur die ligte sigbaar te maak, maar tog nie te veel krag te trek om dit 'n ondoeltreffende stelsel te maak nie. Met huidige LED's is die kragverbruik steeds te hoog en brand die ligte te vinnig uit om dit 'n ekonomies lewensvatbare oplossing te maak. LED's in verkeersligte gebruik afskerming om direkte sonlig te blokkeer. Op die pad sal sonkragwegligte voortdurend aan direkte sonlig blootgestel word. Die ligte sou bedags ongelooflik moeilik wees om te sien. Snags sou hulle maklik sigbaar wees, maar dit veroorsaak 'n inherente probleem. As daar nie krag snags geproduseer word nie, trek die ligte elektrisiteit direk uit die netwerk. Sonder batterye dien elektrisiteit as 'n gebruik-of-verloor-dit-stelsel. Die groot sonkragpaaie wat vandag gebruik word, staar hierdie belangrike saak in die gesig.

Die plasing van 'n leë vel papier weerspieël die grootste deel van die lig wat dit tref. Die grootste deel van die energie waaraan dit blootgestel word, word gebruik om lig op te wek. Met ander woorde, die LED's kan op 'n helder dag nie meer lig produseer as 'n leë vel papier nie.

Aangesien sonpanele slegs ongeveer 20% van die energie uit die son kan haal, kan die LED's net 20% van die lig genereer in vergelyking met die lig wat van die papier afkom. Onder die beste omstandighede kan die lig net ooreenstem met die van 20% van die lig wat die panele tref. Snags werk die ligte goed. Bedags was hulle amper onsigbaar.

Maar vasbeslote om die teorie te toets, het 'n span wel 'n klein gedeelte sonkragpaaie in die VSA geïnstalleer, maar die resultate was redelik onindrukwekkend. Ongelukkig breek die klein uitstalling toe binne 'n dag aan die brand geslaan heelwat later. Die ligte kon ook skaars onder selfs direkte hoeke van die pad gesien word. Vroeër hierdie jaar het die panele wel 'n opgradering gekry, maar die ligte is steeds ongelooflik moeilik om te sien sonder om onder 'n hoë hoek te wees, die teenoorgestelde van die hoeke wat bestuurders dit sou sien.

LED-beligting is skaars sigbaar bedags[Image Souce:Thunderf00t via YouTube]

Die vermoë om elektrisiteit te produseer, beperk voort uit die eienskappe van glas self. Glas is ongelooflik sag in vergelyking met tradisionele padmateriaal. Met 'n glaslaag sal vuil en rotse op die oppervlak ophoop en dien as 'n skuurmateriaal wat vinnig sal krap en dra. Die klein glasfragmente wat geproduseer word, kan ook 'n gesondheidsgevaar inhou as dit ingeneem word.

Gevorderde polimere word beskou as die konstruksie van die paaie, maar die meeste polimere is duur om in voldoende hoeveelhede te vervaardig om 'n pad te bou wat die konstante verkeer kan weerstaan. Die materiaal word gewoonlik ook van fossielbrandstowwe vervaardig, wat die doel van die gebruik van sonpanele om die koolstofvoetspoor te verminder, verswak.

Namate die panele verslyt, sal die glasmateriaal ondeursigtig word. Die helderheid van die glas sal die panele se vermoë om lig te versamel aansienlik afneem. Die uitdaging neem toe. Die koste van die implementering van die stelsel kan nooit die doeltreffendheid en die belangrikheid van bloot die installering van die sonpanele in baie doeltreffender reëlings oorskry nie.

Die idee om asfalt deur 'n glaspaneel te vervang, is selfs meer absurd as die koste in ag geneem word. Tans is daar geen laag beskikbaar wat die krag van bewegende voertuie kan weerstaan ​​nie en tog terselfdertyd elektrisiteit kan lewer.

Dit is absurd duur

Omvat die suidelike 48 staatspaaie met sonweë (ongeveer 6 miljardvierkante meter) sou produseerdrie keermeer elektrisiteit as die jaarlikse kragverbruik van die Verenigde State - 'n eis wat deur Solar Roadways gemaak word. Die figuur is akkuraat, maar dit bereken nie die koste van so 'n astronomiese projek nie. Die berekening van die koste van die grondstowwe vir glas toon dat die oppervlakte wat groot is, meer sal kos as om dit te bedek20 triljoen dollar. Dit is eerder ongelukkig10 keer die federale begroting. Met inagneming van die koste van die sonpanele, installasie en ander materiale, sal die prys aansienlik hoër wees.

Die idee is lekker om voor te stel. Met die materiaal wat vandag beskikbaar is, is die idee egter nie heeltemal haalbaar nie. Aansienlik meer navorsing is nodig om 'n lewensvatbare oplossing te ontwikkel. Alhoewel, kan dit 'n beter idee wees om die plasing van die panele aan te pas en dit op die regte plek in die direkte sonlig te plaas. Om 'n skuiling oor paaie te bou en die dak met sonpanele aan te lê, is meer prakties en aansienlik doeltreffender. Miskien is die bekendstelling van 'n padbedekking wat bo die pad strek met sonpanele bo-op 'n moontlike oplossing. Die koste bly egter voorlopig steeds te hoog.

Met die hedendaagse tegnologie kan die beter oplossing wees om te belê in huidige tegnologieë wat reeds lewensvatbare oplossings is. Dit sal weesaansienlikdoeltreffender om die sonpanele langs die pad te laat loop waar dit nie aan moeilike omstandighede onderhewig is nie, dit is makliker om in stand te hou en baie meer ekonomies ingestel is. Verder kan die panele skuins gemaak word of gemaak word om die son op te spoor, en sodoende die krag wat beskikbaar is, te maksimeer.

Watter vordering gemaak is

Tot dusver is 'n paar sonkragprojekte regoor die wêreld geïnstalleer. Sommige werk beter as ander, maar as geheel produseer hulle nie veel elektrisiteit nie - veel minder as wat verwag kon word as die geld wat die projek befonds op tradisionele sonplase gebruik word.

Met die onthulling van 'n sonweg in die VSA 'n paar jaar terug, was die resultate taamlik oorweldigend. Die ligte was flou en dit het kort daarna gebreek. Die LED's het wel 'n opgradering ontvang, maar die resultate is steeds nie goed nie. Ondanks die ekonomiese en praktiese mislukkings, het die belofte wat die onderneming gemaak het, wel die vermoë gehad om sneeu te smelt. Dit is sinvol gegewe hoeveel energie die ligte put.

[Image Souce:Thunderf00t via YouTube]

Die maatskappy moet tot dusver nog geen inligting verskaf of hulle enigsins elektrisiteit kan produseer nie. Van nou af is dit 'n sonweg wat nie krag kan opwek nie en wat nie verder bestuur kan word nie.

Die verbetering van die wetenskap

Tegnologiese vooruitgang word deurgaans gemaak. Die moderne mensdom floreer op innovasie. Alhoewel daar baie goeie idees is, is sonpaaie wat ontwerp is vir motors nie een daarvan nie.

Die ontwerp is veels te duur, onbetroubaar enwerk nie. Met die tegnologie wat vandag beskikbaar is, is dit nie haalbaar om so 'n projek te ontwerp nie. In plaas daarvan om tyd en geld te gebruik om onpraktiese wetenskaplike projekte te ontwikkel, kan werklike vooruitgang gemaak word soos om a te finansierfunksioneelsonplaas dit isbewys werk toe.

Miskien sal daar in die toekoms so 'n materiaal wees wat die spanning van die verkeer kan weerstaan ​​en elektrisiteit kan lewer. Daardie tyd is egter nie nou nie. Die idee is ongelooflik cool, maar helaas is dit ook heeltemal onprakties.

Baie dankie ook aan diegene wat bereid is om dit te doenkonstruktief kritiseeruitspattige aansprake. Sonder kritiek kan die wetenskap nie vorder nie. Dit is wonderlik om buite die boks te dink, maar dit is ook belangrik om tyd in meer praktiese oplossings te belê. Alhoewel dit 'n wonderlike idee is, is dit 'n idee wat net nie kan werk nie tog dit is.

Hier is 'n paar fantastiese video's om na te gaan oor die ingenieursfout in die sonweg.

Geskryf deur Maverick Baker


Kyk die video: What If We Covered Our Roads with Solar Panels? (Augustus 2021).