perché le strade pavimentate con pannelli solari non sono così luminose... - semafori a pannelli solari

Quattro anni fa, una campagna virale ha sostituito l'asfalto delle strade di tutto il mondo con pannelli solari, lanciando un messaggio globale di impegno nella lotta contro il cambiamento climatico e per rilanciare l'economia.
Da allora, quest'idea audace è stata messa alla prova sul campo.
Sono stati pubblicati i primi risultati del recente studio preliminare, e sono risultati un po' deludenti.
I pannelli solari installati sotto le strade presentano numerosi svantaggi.
Poiché non si trova all'angolo di inclinazione ottimale, produce meno energia ed è più facile che si colori, il che rappresenta un problema perché anche solo le ombre sulla superficie del pannello possono ridurre la produzione di energia del 50%.
I pannelli possono anche essere ricoperti di sporco e polvere e necessitano di un vetro molto più spesso rispetto ai pannelli convenzionali per resistere al peso del traffico, il che limiterà ulteriormente la luce che assorbono.
Poiché non è possibile sfruttare il ciclo dell'aria, questi pannelli riscalderanno inevitabilmente di più rispetto ai pannelli solari installati sul tetto.
Alla temperatura ottimale, una perdita di 0 per ogni grado Celsius in più.
L'efficienza energetica è del 5%.
Pertanto, le prestazioni della strada solare sono diminuite significativamente rispetto ai pannelli solari sul tetto, cosa peraltro prevedibile.
La domanda è: qual è il costo economico?
I risultati dei test su strada riguardano una delle prime strade solari installate nel Tourau-Perchein, in Francia.
Ha una potenza massima di 420 kW per metro quadrato, copre un'area di 800 metri quadrati e costa 5 euro (4,5 milioni di sterline) per l'installazione.
Ciò significa che il costo per kW di impianto è di 11.905 euro.
Sebbene la strada dovrebbe produrre 800 kWh al giorno (kWh/giorno)
Alcuni dati pubblicati di recente indicano che la resa è vicina a 409 kWh/giorno, ovvero 150.000 kWh/anno.
Vi state chiedendo a quanto ammonta questo consumo? Le famiglie britanniche consumano in media circa 10 kWh al giorno.
Il fattore di capacità della strada, che misura l'efficienza della tecnologia dividendo la potenza media erogata per la potenza massima potenziale, è solo del 4%.
Al contrario, l'impianto solare di Cestas, vicino a Bordeaux, ha una fila di pannelli solari accuratamente inclinati verso il sole con una potenza massima di 300.000 kW e un fattore di capacità.
Il suo costo è di 360 euro, ovvero 1.200 euro per installazione, che rappresenta un decimo del costo della nostra strada solare, e genera il triplo dell'elettricità originale.
Negli Stati Uniti, un'azienda chiamata "solar roads" ha sviluppato un'autostrada intelligente con pannelli solari, sensori e luci a LED, per segnalare eventuali pericoli imminenti come gli avvisi di traffico relativi ai cervi.
Dispone inoltre di cuscinetti riscaldanti per sciogliere la neve in inverno.
Diversi pannelli SR3 sono stati installati su una piccola porzione di superficie stradale a Sandpoint, Idaho. Questo è il numero 13.
Superficie di 9 metri quadrati, potenza installata 1.529 kW.
L'installazione costa 48.734 dollari (circa 37.482 sterline).
Ciò significa che il costo per impianto di kW è di 27.500 euro, oltre 20 volte superiore a quello della centrale elettrica di Cestas.
Secondo le stime di Solar Roadway, la luce a LED consumerà 106 MW per miglio di corsia e, poiché il pannello genera 415 MW, i LED consumano più energia di quanta ne sia effettivamente necessaria.
Ciò ridurrà ulteriormente le prestazioni.
La piastra riscaldante è anche indicata nella Figura 2.
Con 28 MW per miglio, il funzionamento per soli sei giorni compenserà qualsiasi reddito netto derivante dai pannelli solari.
Questo prima di esaminare i dati relativi all'installazione di Sandpoint che ha generato 52.
Con 397 kWh in 6 mesi, vale a dire 104.
8 kW all'anno.
Da ciò possiamo stimare che il fattore di capacità è pari a 0.
782, 20 volte meno efficiente della centrale elettrica di Cestas.
Tuttavia, va notato che il gruppo si trova in una piazza cittadina.
Se c'è una cosa che possiamo concludere, è che in una cittadina settentrionale innevata, un tratto di marciapiede circondato da edifici non è il posto migliore per installare pannelli solari.
Tuttavia, potrebbe non essere una buona idea realizzare una strada solare di grandi dimensioni sulle vie cittadine.
La strada non è più così larga come pensiamo.
Il Ministero dei Trasporti ha suddiviso le lunghezze delle diverse tipologie di strade nel Regno Unito.
Supponendo di poter coprire queste con pannelli solari, ci sono quattro corsie per ogni autostrada, due corsie per le strade A e B e metà delle corsie per la strada C e U (
Molte strade sono a senso unico, semplicemente non adatte)
Abbiamo calcolato una superficie di 2 milioni di metri quadrati.
Prima di renderti conto che gli edifici nelle aree urbane occupano un'area di 17, sembra che sia così. 6 miliardi di m².
Pertanto, utilizzare pannelli solari per coprire anche solo una piccola parte dei tetti del Regno Unito genererebbe immediatamente più energia rispetto all'installazione di pannelli lungo le strade.
Questo è molto diverso dai vantaggi che le posizioni più elevate apporteranno alla produzione di energia su larga scala.
Tutto ciò suggerisce che sia opportuno avere solo una piccola porzione della rete stradale.
Inoltre, data la dimensione relativamente ridotta della rete stradale, le strade solari potranno diventare solo una fonte di energia di nicchia e non costituiranno mai una scorciatoia per il nostro approvvigionamento energetico in futuro.
Dylan Ryan è docente di ingegneria meccanica ed energetica presso la Napier University di Edimburgo.
Questo articolo appare originariamente su The Conversation (Dialogue.com)