Pourquoi les routes pavées de panneaux solaires ne sont pas si lumineuses… - Feux de circulation à panneaux solaires

Il y a quatre ans, une campagne virale a remplacé le bitume des routes du monde entier par des panneaux solaires, envoyant ainsi au monde un engagement à lutter contre le changement climatique et à relancer l'économie.
Cette idée audacieuse a depuis été mise à l'épreuve sur le terrain.
Les premiers résultats de l'étude préliminaire récente ont été publiés, et ils étaient un peu ennuyeux.
Les panneaux solaires installés sous les routes présentent de nombreux inconvénients.
Comme son angle d'inclinaison n'est pas optimal, il produit moins d'énergie et est plus facile à colorer, ce qui pose problème car les ombres sur la surface du panneau peuvent réduire la production d'énergie de 50 %.
Les panneaux peuvent également être recouverts de saleté, et les panneaux à poussière nécessitent un verre beaucoup plus épais que les panneaux conventionnels pour résister au poids du trafic, ce qui limitera encore davantage la lumière qu'ils absorbent.
Comme il est impossible de tirer profit du cycle de l'air, ces panneaux chaufferont inévitablement plus que les panneaux solaires installés sur le toit.
À la température optimale, une perte de 0 par degré Celsius.
L'efficacité énergétique est de 5 %.
Par conséquent, les performances des panneaux solaires routiers ont considérablement diminué par rapport à celles des panneaux solaires installés sur les toits, ce qui est prévisible.
La question est de savoir quel est le coût économique ?
Les résultats des essais routiers concernent l'une des premières routes solaires installées à Tourau-Perchein, en France.
Il a une puissance de sortie maximale de 420 KW mètres carrés, couvre une surface de 800 m² mètres carrés et coûte 5 euros (4,5 millions de livres sterling) à installer.
Cela signifie que le coût par kW installé est de 11 905 euros.
Bien que la route soit censée produire 800 kWh/jour,
Des données récemment publiées montrent que le rendement est proche de 409 kWh/jour, soit 150 000 kWh/an.
Pour vous donner une idée, les familles britanniques consomment en moyenne environ 10 kWh par jour.
Le facteur de capacité de la route - mesurant l'efficacité de la technologie en divisant la puissance de sortie moyenne par la puissance de sortie maximale potentielle - n'est que de 4 %.
En revanche, la centrale solaire de Cestas, près de Bordeaux, dispose d'une rangée de panneaux solaires soigneusement inclinés vers le soleil, avec une puissance maximale de 300 000 kW et un facteur de capacité.
Son coût est de 360 ​​euros, soit 1 200 euros par installation, ce qui représente 1/10 du coût de notre route solaire, et elle génère trois fois plus d'électricité que la production initiale.
Aux États-Unis, une entreprise appelée « Solar Roads » a développé une autoroute intelligente équipée de panneaux solaires, comprenant des capteurs et des lumières LED, afin de signaler tout danger imminent, comme la présence de cerfs.
Il est également équipé de coussins chauffants pour faire fondre la neige en hiver.
Plusieurs de ses panneaux SR3 ont été installés sur une petite portion de la chaussée à Sandpoint, dans l'Idaho. Il s'agit du 13e panneau.
Surface de 9 m² mètres carrés, capacité installée 1 529 KW.
Les frais d'installation s'élèvent à 48 734 $ (environ 37 482 £).
Cela signifie que le coût par installation de kW est de 27 500 euros, soit plus de 20 fois supérieur à celui de la centrale électrique de Cestas.
Selon les estimations de Solar Roadway, l'éclairage LED consommera 106 MW par mile de voie, et comme le panneau génère 415 MW, les LED consomment plus d'énergie que nécessaire.
Cela réduira encore les performances.
La plaque chauffante est également représentée sur la figure 2.
Avec 28 MW par voie, six jours de fonctionnement suffisent à compenser tout revenu net provenant des panneaux solaires.
Ceci avant d'examiner les données de l'installation de Sandpoint qui a généré 52.
À 397 kW heures en 6 mois, soit 104.
8 kW par an.
On peut donc estimer que le facteur de capacité est nul.
782, 20 fois moins efficace que la centrale électrique de Cestas.
Il convient toutefois de noter que le groupe se trouve sur une place de la ville.
S'il y a une chose que l'on peut conclure, c'est que dans cette ville enneigée du nord, un tronçon de trottoir entouré de bâtiments n'est pas le meilleur endroit pour installer des panneaux solaires.
Cependant, il n'est peut-être pas judicieux d'installer une route solaire plus étendue dans les rues de la ville.
La route n'est plus aussi large qu'on le pense.
Le ministère des Transports a détaillé la longueur des différents types de routes au Royaume-Uni.
En supposant que nous puissions les recouvrir de panneaux solaires, il y a quatre voies pour chaque autoroute, deux voies pour les routes A et B, et la moitié des voies pour la route C et U (
Beaucoup de choses sont à sens unique, ce qui n'est tout simplement pas adapté.
Nous avons calculé une superficie de 2 millions de mètres carrés.
Avant de réaliser que les bâtiments en zones urbaines occupent une superficie de 17,6 milliards de m², cela semble être le cas.
Par conséquent, le simple fait de couvrir une petite partie des toits des maisons au Royaume-Uni avec des panneaux solaires générera immédiatement plus d'énergie que leur installation sur les routes.
Cela est très différent des avantages que les emplacements en altitude apporteront à une production d'énergie plus importante.
Tout ceci laisse à penser qu'il est approprié de ne conserver qu'une petite partie du réseau routier.
De plus, étant donné la taille relativement réduite du réseau routier, les routes solaires ne peuvent constituer qu'une source d'énergie de niche et ne représenteront jamais un raccourci vers notre approvisionnement énergétique futur.
Dylan Ryan est maître de conférences en génie mécanique et énergétique à l'université Napier d'Édimbourg.
Cet article a initialement paru dans The Conversation (Dialogue.com).