目前,很多国家正在推广保护性电价以鼓励用户安装可再生能源设备,一些公司甚至免费为用户在屋顶上安装光伏电池,此举肯定有助于加快太阳能电池的普及,然而在屋顶安装真的是最好的选择吗?
就英国而言,即使政府推行的这项政策行之有效,包括在城市的大部分建筑上安装光伏电池,到2020年,其电能也只占到英国总电量的2%。可能有一种能使光伏电池发挥更大作用的方法,那就是把它安装在可以行车的道路上。
美国爱达荷州塞格尔市的电气工程师斯科特
·布鲁索(Scott Brusaw)相信,用光伏电池取代沥青路面是一条获取可再生能源之路。目前,由美国联邦公路管理局出资,布鲁索的“阳光之路”公司正在探究如何使普遍被认为易碎的光伏电池变得足够结实,便于抵御路面上川流不息的卡车以及其他车辆持续的碾压与撞击。
“阳光之路”
布鲁索的计划是,根据美国州际高速公路系统的标准路宽设计出3.7米宽的光伏电池面板,然后把面板拼装在一起并通过面板底部的线盒进行连接。他认为,如果按照全国平均每天约4小时日照计算,每一块面板每天能产生大约7.6千瓦时的电量。这些电量可以并入电网,也可以储存在面板内置的超级电容器或者飞轮中,便于电动汽车通过路边的插入装置进行充电。
预计生产这样的一块面板成本约需1万美元。根据爱达荷州交通局的相关数据,它相当于铺设沥青路面费用的4倍左右。布鲁索希望制成后的光伏电池面板比传统路面更耐用,不过,即使如此也还是造价偏高。但是,如果把它们所产生的电量考虑进去,那就不一样了。布鲁索说:“这种面板能保证收回成本。”
面临难题
现在的问题是,能否把光伏电池面板造得足够的结实?尽管现在的技术可以把玻璃制成类似钢铁一样结实,但面临的挑战是这种面板能否承受震动?布鲁索确信可以做到这点,比如,可以从防弹玻璃和防爆玻璃的制作中得到借鉴。
布鲁索就此向位于大学公园的宾夕法尼亚州立大学的材料学家卡罗·潘塔诺(Carlo Pantano)进行过咨询。根据潘塔诺的设想,可以把薄膜光伏材料置于软塑料上,然后再嵌入坚硬的玻璃中。不过,这一设想涉及到轮胎抓地力的问题。因为潘塔诺认为,“只有表面光滑,才能使玻璃最结实”,可在光滑的路面上行驶可不是一个好的主意。
看来需要在玻璃表面增加一些纹路,然而,潘塔诺马上指出,这样又会产生两个问题:表面的任何纹路与粗糙都会影响光伏电池接收阳光的强度以及总量。
未知之路
布鲁索声称,这些是他目前正致力于要解决的问题。迄今,他只是建造了一个单一且粗糙的原型用于放置必要的电子元器件,尚不具有可操作性,也不够结实。对于如何解决轮胎抓地力的问题,布鲁索设想在玻璃表面内置数以千计的细小棱镜,他认为,这些棱镜既可以保证轮胎的抓地力,又可以在阳光较弱时把光导向光伏电池。
为了建造第一个功能原型,布鲁索希望能得到“绿色创想挑战”计划的资助。“绿色创想挑战”计划是由跨国企业集团――美国通用电气公司――赞助的,其出资2亿美元用于资助新一代电网的开发。
不难想见,引入耐车压技术以及微棱镜纹路会使成本更高。如果布鲁索希望这一设想最终得以实现,他还需要寻求尽可能多的资助。
资料来源New Scientist
责任编辑 则 鸣