بناء "طريق سريع مستدام للمستقبل" - إشارات مرور تعمل بالطاقة الشمسية

بقلم جينال ويست، بوينت، جورجيا. —
بعد تجاوز حدود ولاية ألاباما مباشرة، في منطقة ريفية بولاية جورجيا مليئة بمصانع التصنيع ومستودعات التوزيع، يوجد مبنى سكني مخصص لمن هم فوق 18 عامًا.
يمتد الطريق السريع بين الولايات رقم 85 لمسافة ميل واحد، حيث تُجرى اختبارات على تقنيات جديدة لتطوير طرق سريعة صديقة للبيئة في المستقبل.
الهدف طويل المدى هو بناء أول طريق مستدام في العالم قادر على توليد طاقته النظيفة والمتجددة الخاصة به، بالإضافة إلى توليد الإيرادات من خلال بيع الكهرباء لشركات المرافق، ولن يكون هناك جريان مياه الأمطار أو أي تلوث آخر أو وفيات مرورية.
المشروع، المسمى "راي"، هو تعاون غير عادي بين الوكالات الحكومية والشركات الخاصة والمؤسسات الخيرية التي تموله.
تتركز معظم العمليات حاليًا في مركز زوار ويست بوينت عند المخرج 2، حيث يوجد أول طريق مُعبّد بالطاقة الشمسية يمكن استخدامه من قبل الجمهور في أمريكا الشمالية، ثم في الخلف، يوجد موقف سيارات.
محطة أمان عبر الإطارات الأوتوماتيكية.
تُجرى التجارب والاختبارات التجريبية في جميع أنحاء الولايات المتحدة.
لكن كل شيء مغطى بالضباب، إنه مجرد حطام،" قال روبرت بوينتيس، رئيس واشنطن، دي سي سي -
يقع مقرها الرئيسي في مركز النقل التابع لمركز الأبحاث الوطني.
"كل شيء متكامل في جورجيا، ولا يوجد شيء أفضل مما يحدث في الأسفل."
تستخدم بعض الولايات، بما في ذلك جورجيا، أجهزة استشعار الطرق لمراقبة الطقس أو تحسين حركة المرور.
تستخدم إدارات النقل في اثنتي عشرة ولاية، من ولاية أوريغون إلى ولاية كارولينا الشمالية، تقنيات الطاقة المتجددة على الطرق السريعة.
تقوم منطقة الاستراحة في ميشيغان والألواح الشمسية على طول الطريق السريع في ماساتشوستس بتوليد الكهرباء وتوفير أموال الولاية.
ومثلما هو الحال مع الضوء، تحاول بعض الولايات أيضاً دمج التكنولوجيا في الطرق.
في ولاية كولورادو، سيختبر مشروع تجريبي في قطاع النقل تقنية نقل الطاقة المخزنة من الطريق إلى قيادة شاحنة كهربائية بحيث يمكنها شحن البطارية أثناء القيادة بأقصى سرعة.
تخطط إدارة النقل في كاليفورنيا لاختبار تقنية دمج الخلايا الكهروضوئية في الطريق.
سيتم تركيبه على منحدر الخروج ومنحدر الدخول لمنطقة استراحة الطريق السريع الشمالي في لوس أنجلوس 2020.
وتجري ولاية كاليفورنيا أيضاً تجارب على الطاقة الحركية.
في أبريل، منحت لجنة الطاقة في كاليفورنيا منحة تزيد عن مليوني دولار لاختبار استخدام تقنيات الاستشعار الكهروإجهادية مثل البلورات التي تولد الكهرباء من المركبات تحت الضغط أو الاهتزاز.
سيتم توصيل الأسلاك الموجودة على الطريق بمحول كهربائي يقوم بتجميع الطاقة التي يمكن إضافتها إلى الشبكة ويمكن استخدامها أيضًا لتشغيل الأضواء واللافتات على جانبي الطريق.
كلما زاد عدد السيارات التي تمر عبر أجهزة الاستشعار، زادت الطاقة التي تولدها.
يشكك بعض الخبراء في إمكانية مد الأسلاك على الطريق، قائلين إن ذلك قد يتسبب في مشاكل صيانة.
لكن مايك غريفز، كبير مهندسي الكهرباء في اللجنة، قال إنه لا يعتقد أن ذلك سيكون مشكلة كبيرة، وأنه يعتقد أن المشروع التجريبي سيكون ناجحًا من الناحية الفنية.
قال جريفلي: "السؤال الأكبر الذي نحاول الإجابة عليه هو: هل سيولد هذا المشروع كهرباء بسعر مماثل لسعر الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح؟".
"إذا استطعت، فقد يكون ذلك أحد حلولنا المتجددة في المستقبل."
الإمكانات هائلة.
"تم إنشاء نظام الطرق السريعة الفيدرالية المتسخة في عام 1956 للمساعدة في نقل الأشخاص والبضائع من النقطة أ إلى النقطة ب."
بالإضافة إلى إضافة المسارات وعلامات التجديد، هناك تغيير طفيف مقارنة بالسابق، باستثناء أن الطرق السريعة أصبحت متسخة لأن المزيد من غازات العادم من السيارات والشاحنات تلوث الهواء، والمزيد من جريان مياه الأمطار يلوث الأنهار والجداول.
الهدف من هذا المشروع هو إعادة تشكيل الطريق السريع بحيث يمكنه استعادة النظام البيئي، وإنشاء أنظمة بيئية جديدة، وتوفير الطاقة اللازمة لنقل الأشخاص والبضائع.
وقد سُمّي على اسم الراحل راي سي.
أندرسون هو رجل أعمال محلي ومؤسس واجهة أكبر مصنع لبلاط السجاد في العالم.
وهو يشعر بقلق متزايد بشأن التأثير البيئي لصناعته، ويطلب من شركته القضاء على أي تأثير بيئي سلبي بحلول عام 2020.
لذلك، بدأت في استخدام عدد كبير من المواد القابلة لإعادة التدوير أو المتجددة، مما قلل من استخدام النفط وخفض التلوث.
أندرسون بناتها سعيدات للغاية بتشريعات جورجيا لعام 2014، سوف...
توفي والدهم عام 2011.
لكنهم وجدوا اسمه على "طرق قذرة تلوث البيئة"، وهو أمر مثير للسخرية، كما قالت ابنته هارييت لانفورد.
لذلك بدأت مؤسسة الابنة والعائلة، التي سميت باسمه، مشروعًا لإحياء ذكرى إرث أندرسون البيئي.
وقال لانغفورد، أمين المؤسسة ورئيس منظمة راي غير الربحية التي أنشأتها، إن الهدف الأولي كان التجميل.
لكن الأساس والواجهة يتطلبان من معهد جورجيا للتكنولوجيا إجراء أبحاث حول الطرق التذكارية، ثم تصنيف راي كنموذج لكيفية جعلها نموذجًا وطنيًا للتنمية المستدامة والابتكار.
قال لانفورد: "لا أحد ينظر إلى الطريق السريع ككل".
"نحن بحاجة إلى معرفة كيفية تحويله إلى طريق سريع ترميمي."
"عمل راي أيضًا مع وزارة النقل في جورجيا، التي وافقت على العمل مع الموظفين وتوفير حقوق الوصول إلى الطرق السريعة ومراكز الزوار مع حركة مرور أسهل بكثير كمواقع اختبار."
وقال جون سيباد، مدير العمليات في الوكالة، إن القسم أنفق حتى الآن أقل من 10000 دولار على مشاريع راي، باستثناء بعض وقت الموظفين.
"هذا مشروع رائع للغاية يشجعنا على القيام بشيء ربما لم نكن لنجربه من قبل"، يقول هيبارد.
"يمكن أن تكون وزارة النقل منظمة مملة للغاية."
إحدى أكثر التقنيات إثارة للاهتمام في المستقبل
تبلغ دقة تقنية الالتقاط في جهاز Ray 20 قدمًا.
شجرة الشمس الفولاذية الحمراء الزاهية أمام مركز الزوار.
يربط هذا المشروع 12 لوحة كهروضوئية كبيرة، تم تركيبها بواسطة شركة كيا لتصنيع السيارات في جورجيا، وهي شريك في المشروع وتدير مصنعًا كبيرًا للتصنيع على الطريق.
توفر الشجرة خدمة مجانية للسيارات الكهربائية في غضون 25 دقيقة تقريبًا، وتزود الشبكة بالطاقة عندما لا تكون قيد الاستخدام.
في منتصف موقف السيارات يوجد مشروع Wattway، وهو عبارة عن ممر مشاة يعمل بالطاقة الشمسية تم تطويره بواسطة شركة فرنسية، وتم اختباره خارج فرنسا لأول مرة.
يبلغ طول شريط الاختبار 52 قدمًا وهو مصنوع من مادة رقيقة وزلقة
ألواح شمسية مغطاة بالزجاج.
عندما لا تحجبها سيارة، فإنها تولد طاقة نظيفة من الشمس وتدخل الشبكة للمساعدة في تزويد مركز الزوار بالطاقة.
أقرت المديرة التنفيذية لشركة راي، آلي كيلي، باستخدام تقنية واتواي باللغة الفرنسية
على الرغم من أنها لم ترغب في الكشف عن التكلفة، إلا أن الأجزاء المصنعة كانت باهظة الثمن.
وقالت إنه إذا خرج المشروع من المرحلة التجريبية، فيمكن استخدام الألواح الشمسية في الولايات المتحدة أو الصين، وهو أمر أرخص.
خلف مركز الزوار توجد أول محطة سلامة عامة للإطارات اليمنى في البلاد، والتي تبدو وكأنها ممر في مطعم ماكدونالدز.
تسير السيارة ببطء فوق بلاكاند-
سطح الطريق ذو الشريط الأصفر الذي تم قياسه بواسطة المستشعر.
ثم سيتوقف السائق عند كشك الشاشة اللمسية، والذي سيطبع الورقة في غضون 20 ثانية، أو يرسل رسالة نصية توضح ضغط الإطارات وعمق المداس.
راي يستأجر المملكة المتحدة-
بمساعدة كيا، يمكنك تصنيع المعدات مقابل 39000 دولار سنوياً.
وقالت المتحدثة باسم راي، آنا كولين، إن ما يقرب من 1200 سائق استخدموه منذ تركيبه في ديسمبر.
يمكن أن يؤدي عدم كفاية ضغط الهواء في الإطارات والضغط المفرط إلى الانزلاق وتسرب الهواء، مما يزيد من فرص وقوع الحوادث والإصابات والوفيات.
حوالي 11000 إطار سنوياً.
وبحسب الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة، فقد لقي ما يقرب من 200 شخص حتفهم في حوادث ذات صلة.
كما يركز الضوء أيضاً على استعادة البيئة على طول الطريق السريع.
استثمرت الشركة 250 ألف دولار لتجميل الجزيرة الوسطى، وزراعة مروج الزهور البرية، وإنشاء مساحة 7500 قدم مربع بالتعاون مع موظفي كيا، وجمعية جورجيا لحفظ المياه، وهي منظمة غير ربحية، ومركز تشاتاهوتشي الطبيعي.
حديقة مخصصة لنباتات التلقيح في مركز الزوار.
وقد ساعد المكتب الوطني للنقل هذه المشاريع.
خطة للخروج من مساحة تتراوح بين 5 و14 فدانًا، 3000-
ستوفر مزرعة الألواح الشمسية الطاقة للشبكة الكهربائية والشركات المجاورة.
يعمل كل من راي، ووزارة النقل، ولجنة الخدمة العامة الجورجية، وشركة الطاقة الكهربائية الجورجية على المشروع، وسيدفع دافعو الضرائب ثمنه.
وفي مشروع آخر لراي، على الجزر الوسطى بالقرب من المخرج 6، قامت وزارة النقل بزراعة 8 أفدنة من الزهور البرية والأعشاب المحلية، مما أدى إلى إنشاء "مستنقع بيولوجي"، وهو عبارة عن خنادق تصريف تعمل على تصفية تلوث الطرق وتحسين جودة المياه.
قال كريس دي جريس، مصمم المناظر الطبيعية في مكتب النقل، إن هذا المشروع قد لا يوفر الضرائب حيث لا يزال يتعين على المقاولين تقليم الأشجار على طول جانب الطريق، لكن مبلغ 8000 دولار الذي تدفعه الولاية مقابل البذر والتركيب يمكن أن يولد فوائد بيئية هائلة.
يخطط راي لاختبار أفكار مستقبلية أخرى.
أحدها أنها تقنية حاصلة على براءة اختراع ستستخدم مسامير الطرق الشمسية المزودة بأجهزة استشعار لجمع البيانات من السطح، مثل ما إذا كان الجليد يتشكل أو ما إذا كانت الغزلان تعبر الطريق.
سيتم إرسال هذه المعلومات إلى السائق عبر أضواء ملونة وامضة في السحابة أو على الطريق.
وتشمل الأفكار الأخرى حواجز صوتية مصنوعة من الألواح الشمسية وتوربينات الرياح التي يمكنها تحويل حركة المرور إلى طاقة.
رفضت كيلي الكشف عن ميزانية راي، وقالت إنها لا تعرف كم ستنفق المؤسسة في النهاية على المشروع المفتوح.
تُظهر سجلات مصلحة الضرائب الأمريكية أن المؤسسة أنفقت 764,550 دولارًا على المشروع في عام 2015.
قال بوينتيس دي إينو إنه لا يساوره شك في أن الضوء سيكون له تأثير كبير.
"بمجرد أن يكتشفوا ما ينجح، سيكون لذلك تأثير متسلسل في نظام النقل الوطني."