Por que as estradas pavimentadas com painéis solares não são tão iluminadas... - semáforos com painéis solares

Há quatro anos, uma campanha viral substituiu o asfalto das estradas do mundo por painéis solares, enviando ao mundo um compromisso de combater as mudanças climáticas e impulsionar a economia.
Essa ideia ousada passou por alguns testes práticos desde então.
Os primeiros resultados do recente estudo preliminar foram divulgados e foram um pouco decepcionantes.
Os painéis solares instalados sob as estradas apresentam muitas desvantagens.
Como não está no melhor ângulo de inclinação, produz menos energia e é mais suscetível à distorção de cores, o que é um problema, pois apenas as sombras na superfície do painel podem reduzir a geração de energia em 50%.
Os painéis também podem ficar cobertos de sujeira e poeira e precisam de vidro muito mais espesso do que os painéis convencionais para suportar o peso do tráfego, o que limitará ainda mais a luz que absorvem.
Como não é possível aproveitar o ciclo do ar, esses painéis inevitavelmente aquecerão mais do que os painéis solares instalados no telhado.
Na temperatura ideal, a perda é de 0 por cada grau Celsius acima do limite.
A eficiência energética é de 5%.
Portanto, o desempenho da estrada solar caiu significativamente em comparação com os painéis solares instalados no telhado, o que já era esperado.
A questão é: qual é o custo econômico?
Os resultados dos testes em estrada mostram que esta é uma das primeiras estradas solares instaladas em Tourau-Perchein, França.
Possui uma potência máxima de 420 kW por metro quadrado, cobre uma área de 800 m² e custa 5 euros (4,5 milhões de libras) para instalar.
Isso significa que o custo por kW de instalação é de 11.905 euros.
Embora a estrada deva produzir 800 kWh por dia (kWh/dia)
Dados divulgados recentemente mostram que a produção é próxima de 409 kWh/dia, ou seja, 150.000 kWh/ano.
Para se ter uma ideia, as famílias britânicas consomem, em média, cerca de 10 kWh por dia.
O fator de capacidade da estrada - que mede a eficiência da tecnologia dividindo a potência média de saída pela potência máxima potencial de saída - é de apenas 4%.
Em contraste, a usina solar de Cestas, perto de Bordeaux, possui uma fileira de painéis solares cuidadosamente inclinados em direção ao sol, com uma potência máxima de saída de 300.000 kW e um fator de capacidade.
O custo é de 360 ​​euros, ou seja, 1.200 euros por instalação, o que representa 1 em cada 10 do custo da nossa estrada solar, e gera três vezes mais eletricidade do que a instalação original.
Nos Estados Unidos, uma empresa chamada "Solar Roads" desenvolveu uma rodovia inteligente com painéis solares, incluindo sensores e luzes de LED, para indicar quaisquer perigos iminentes, como avisos de tráfego de cervos.
Possui também almofadas de aquecimento para derreter a neve no inverno.
Vários painéis SR3 foram instalados em uma pequena porção do pavimento em Sandpoint, Idaho. Este é o décimo terceiro.
Área de 9 m² metros quadrados, capacidade instalada de 1.529 KW.
Custos de instalação: US$ 48.734 (aproximadamente £ 37.482)
Isso significa que o custo por instalação de kW é de 27.500 euros, mais de 20 vezes superior ao da central elétrica de Cestas.
A própria Solar Roadway estima que a iluminação LED consumirá 106 MW por milha de faixa, e como o painel gera 415 MW, os LEDs consomem mais energia do que o necessário para fins práticos.
Isso reduzirá ainda mais o desempenho.
A placa de aquecimento também é citada na Figura 2.
A cada 28 MW por faixa, o funcionamento por apenas seis dias compensará qualquer lucro líquido proveniente dos painéis solares.
Isso antes de analisarmos os dados da instalação de Sandpoint, que gerou 52.
Com 397 KW horas em 6 meses, ou seja, 104.
8 kW por ano.
A partir disso, podemos estimar que o fator de capacidade é apenas 0.
782, 20 vezes menos eficiente que a usina de Cestas.
No entanto, é importante notar que o grupo está em uma praça da cidade.
Se há uma conclusão a que podemos chegar numa cidadezinha nevada do norte, é que um trecho de calçada rodeado por prédios não é o melhor lugar para instalar painéis solares.
No entanto, pode não ser uma boa ideia ter uma estrada solar de grande porte nas ruas da cidade.
A estrada já não é tão larga quanto pensávamos.
O Departamento de Transportes detalhou a extensão dos diferentes tipos de estradas no Reino Unido.
Supondo que possamos cobrir essas áreas com painéis solares, haverá quatro faixas para cada rodovia, duas faixas para as estradas A e B e metade das faixas para a estrada C e U (
É uma rua de mão única, simplesmente inadequada.
Chegamos a uma área de superfície de 2 milhões de metros quadrados.
Antes que você perceba que os edifícios em áreas urbanas ocupam uma área de 17, parece que são 6 bilhões de m².
Portanto, usar painéis solares para cobrir uma pequena parte dos telhados no Reino Unido gerará imediatamente mais energia do que colocá-los nas estradas.
Isso é muito diferente dos benefícios que localizações mais elevadas trarão para a geração de energia em maior escala.
Tudo isso sugere que é apropriado ter apenas uma pequena parte da rede rodoviária.
Além disso, dado o tamanho relativamente pequeno da malha rodoviária, as estradas solares só poderão se tornar uma fonte de energia de nicho e nunca serão uma solução rápida para o nosso abastecimento energético no futuro.
Dylan Ryan é professor de engenharia mecânica e de energia na Universidade Napier, em Edimburgo.
Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation (Dialogue.com)