Warum mit Solarpaneelen gepflasterte Straßen nicht so hell leuchten ... - Solarpaneel-Ampeln

Vor vier Jahren ersetzte eine virale Kampagne den Asphalt auf den Straßen der Welt durch Solarpaneele und sendete damit ein Bekenntnis zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Ankurbelung der Wirtschaft.
Diese gewagte Idee wurde seitdem in der Praxis erprobt.
Die ersten Ergebnisse der jüngsten Vorstudie sind da, und sie waren etwas langweilig.
Unter Straßen installierte Solarpaneele weisen viele Nachteile auf.
Da es nicht im optimalen Neigungswinkel steht, produziert es weniger Strom und neigt eher zu Farbstichen, was problematisch ist, da bereits Schatten auf der Oberfläche des Panels die Stromerzeugung um 50 % reduzieren können.
Die Paneele können außerdem mit Schmutz bedeckt sein, und Staubschutzpaneele benötigen viel dickeres Glas als herkömmliche Paneele, um dem Gewicht des Verkehrs standzuhalten, was die Lichtabsorption zusätzlich einschränkt.
Da der Luftkreislauf nicht genutzt werden kann, werden diese Paneele zwangsläufig stärker heizen als die Solarpaneele auf dem Dach.
Bei optimaler Temperatur beträgt der Verlust 0 pro 1 Grad Celsius.
Die Energieeffizienz beträgt 5%.
Daher ist die Leistung der Solarstraße im Vergleich zu den Solarmodulen auf dem Dach deutlich gesunken, was zu erwarten war.
Die Frage ist: Wie hoch sind die wirtschaftlichen Kosten?
Die Ergebnisse der Straßentests bestätigen, dass es sich um eine der ersten Solarstraßen handelt, die in Tourau-Perchein, Frankreich, installiert wurden.
Es hat eine maximale Leistung von 420 kW/m², deckt eine Fläche von 800 m²/m² ab und kostet 5 Euro (4,5 Mio. £) in der Installation.
Das bedeutet, dass die Kosten pro installiertem kW 11.905 Euro betragen.
Obwohl die Straße 800 kWh pro Tag (kWh/Tag) erzeugen sollte
Einige kürzlich veröffentlichte Daten zeigen, dass der Ertrag bei etwa 409 kWh/Tag liegt, also 150.000 kWh/Jahr.
Um zu verdeutlichen, wie viel das ist: Britische Familien verbrauchen im Durchschnitt etwa 10 Kilowattstunden pro Tag.
Der Kapazitätsfaktor der Straße – ein Maß für die Effizienz der Technologie, bei dem die durchschnittliche Leistung durch die potenzielle maximale Leistung geteilt wird – beträgt lediglich 4 %.
Im Gegensatz dazu verfügt das Solarkraftwerk Cestas bei Bordeaux über eine Reihe von Solarmodulen, die sorgfältig zur Sonne geneigt sind und eine maximale Leistung von 300.000 kW sowie einen Kapazitätsfaktor aufweisen.
Die Kosten belaufen sich auf 360 Euro, also 1.200 Euro pro Installation, was einem Zehntel unserer Kosten für Solarstraßen entspricht, und sie erzeugt das Dreifache der ursprünglichen Strommenge.
In den Vereinigten Staaten hat ein Unternehmen namens „Solar Roads“ eine intelligente Autobahn mit Solarpaneelen entwickelt, die mit Sensoren und LED-Leuchten ausgestattet ist, um auf drohende Gefahren wie Wildwechsel hinzuweisen.
Es verfügt außerdem über Heizkissen zum Schneeschmelzen im Winter.
Mehrere SR3-Panels wurden auf einem kleinen Teil der Fahrbahnoberfläche in Sandpoint, Idaho, installiert. Dies ist Nummer 13.
Fläche von 9 m² Quadratmetern, installierte Leistung 1.529 kW.
Die Installation kostet 48.734 US-Dollar (ca. 37.482 Pfund).
Das bedeutet, dass die Kosten pro installiertem kW 27.500 Euro betragen, mehr als das 20-fache des Wertes beim Kraftwerk Cestas.
Solar Roadway geht selbst davon aus, dass die LED-Beleuchtung 106 MW pro Fahrspurmeile verbrauchen wird, und da das Panel 415 MW erzeugt, verbrauchen die LEDs mehr als nutzbare Energie.
Dies wird die Leistung weiter verringern.
Die Heizplatte ist auch in Abbildung 2 dargestellt.
Bei einer Leistung von 28 MW pro Fahrspur gleicht ein Betrieb von nur sechs Tagen den Nettogewinn aus den Solarmodulen aus.
Dies ist, bevor wir uns die Daten für die Sandpoint-Installation ansehen, die 52 generiert hat.
Bei 397 kWh in 6 Monaten, das sind 104.
8 kW pro Jahr.
Daraus lässt sich abschätzen, dass der Kapazitätsfaktor lediglich 0 beträgt.
782, 20-mal weniger effizient als das Kraftwerk Cestas.
Dennoch sollte beachtet werden, dass sich die Gruppe auf einem Stadtplatz befindet.
Eines lässt sich mit Sicherheit sagen: In der verschneiten Stadt im Norden ist ein von Gebäuden umgebener Abschnitt des Bürgersteigs nicht der beste Ort für Solaranlagen.
Es ist jedoch möglicherweise keine gute Idee, eine größere Solarstraße auf den Stadtstraßen zu bauen.
Die Straße ist nicht mehr so ​​breit, wie wir denken.
Das Verkehrsministerium hat die Länge der verschiedenen Straßentypen in Großbritannien aufgeschlüsselt.
Unter der Annahme, dass wir diese mit Solarpaneelen bedecken können, gibt es vier Fahrspuren für jede Autobahn, zwei Fahrspuren für die Straßen A und B und die Hälfte der Fahrspuren für die Straßen C und U (
Das Grundstück ist eine Einbahnstraße, daher ungeeignet.
Wir kamen auf eine Oberfläche von 2 Millionen Quadratmetern.
Bevor man realisiert, dass Gebäude in städtischen Gebieten eine Fläche von 17 Milliarden m² einnehmen, klingt es so.
Daher erzeugt allein die Nutzung von Solarpaneelen zur Bedeckung eines kleinen Teils der Dächer Großbritanniens sofort mehr Strom als die Installation auf Straßen.
Dies unterscheidet sich grundlegend von den Vorteilen, die höhere Standorte für eine größere Stromerzeugung mit sich bringen.
All dies deutet darauf hin, dass es angemessen ist, nur einen kleinen Teil des Straßennetzes zu haben.
Angesichts der relativ geringen Größe des Straßennetzes können Solarstraßen zudem nur eine Nischenenergiequelle darstellen und werden niemals eine Abkürzung zu unserer zukünftigen Energieversorgung sein.
Dylan Ryan ist Dozent für Maschinenbau und Energietechnik an der Napier University in Edinburgh.
Dieser Artikel erschien zuerst in The Conversation (Dialogue.com).