Güneş panelleriyle döşenmiş yolların neden o kadar aydınlık olmadığı... - güneş panelli trafik ışıkları

Dört yıl önce, viral bir kampanya dünyanın yollarındaki asfaltı güneş panelleriyle değiştirerek dünyaya iklim değişikliğiyle mücadele ve ekonomiyi canlandırma konusunda bir taahhüt mesajı gönderdi.
Bu cesur fikir o zamandan beri bazı yol testlerinden geçti.
Son yapılan ön araştırmanın ilk sonuçları açıklandı ve sonuçlar biraz sıkıcıydı.
Yolların altına yerleştirilen güneş panellerinin birçok dezavantajı vardır.
En uygun eğim açısında olmadığı için daha az güç üretiyor ve renk bozulması daha kolay oluyor; bu da bir sorun çünkü panel yüzeyindeki gölgeler bile güç üretimini %50 oranında azaltabiliyor.
Paneller ayrıca kir ve tozla kaplanabilir ve trafik ağırlığına dayanabilmesi için geleneksel panellere göre çok daha kalın cama ihtiyaç duyar; bu da emdikleri ışığı daha da sınırlayacaktır.
Hava sirkülasyonundan faydalanmak mümkün olmadığından, bu paneller kaçınılmaz olarak çatıdaki güneş panellerinden daha fazla ısı üretecektir.
Optimum sıcaklıkta, her 1 derece Celsius artış için 0 kayıp olur.
Enerji verimliliği %5'tir.
Dolayısıyla, güneş enerjili yolun performansı, çatı güneş panellerine kıyasla önemli ölçüde düştü ki bu da beklenen bir durumdu.
Buradaki soru, ekonomik maliyetin ne olduğudur?
Yol testi sonuçları, Fransa'nın Tourau-Perchein bölgesine kurulan ilk güneş enerjili yollardan birini gösteriyor.
Maksimum 420 KW/m² güç çıkışına sahip olan bu cihazın 800 m²'lik bir alanı kaplaması ve kurulum maliyetinin 5 euro (4,5 milyon £) olması dikkat çekiyor.
Bu, kW başına kurulum maliyetinin 11.905 euro olduğu anlamına gelir.
Yolun günde 800 KWh (kWh/gün) enerji üretmesi gerekiyordu.
Son zamanlarda yayınlanan bazı veriler, üretimin günde yaklaşık 409 KW saat, yani yılda 150.000 KW saat olduğunu gösteriyor.
Bunun ne kadar olduğunu merak ediyorsanız, İngiliz aileleri ortalama olarak günde yaklaşık 10 KW saat enerji tüketiyor.
Yolun kapasite faktörü (ortalama güç çıkışını potansiyel maksimum güç çıkışına bölerek teknolojinin verimliliğini ölçen bir değer) yalnızca %4'tür.
Buna karşılık, Bordeaux yakınlarındaki Cestas güneş enerjisi santralinde, güneş panelleri güneşe doğru dikkatlice eğilmiş olup, maksimum 300.000 KW güç çıkışına ve yüksek kapasite faktörüne sahiptir.
Maliyeti 360 euro, yani kurulum başına 1200 euro; bu da güneş enerjili yol maliyetimizin 10'da 1'ine denk geliyor ve orijinal elektriğin üç katını üretiyor.
Amerika Birleşik Devletleri'nde "Solar Roads" adlı bir şirket, güneş panelleri, sensörler ve LED ışıklar içeren akıllı bir otoyol geliştirdi; bu otoyol, geyik trafiği uyarıları gibi olası tehlikeleri gösteriyor.
Ayrıca kışın karı eritmek için ısıtma pedleri de bulunmaktadır.
Idaho, Sandpoint'teki yol yüzeyinin küçük bir bölümüne birkaç adet SR3 paneli monte edildi. Bu, 13 numaralı paneldir.
9 metrekare alana sahip, 1.529 KW kurulu kapasiteli.
Kurulum maliyeti 48.734 dolar (yaklaşık 37.482 sterlin).
Bu, kW başına kurulum maliyetinin 27.500 euro olduğu anlamına gelir; bu da Cestas enerji santraline göre 20 kat daha fazladır.
Solar Roadway'in kendi tahminine göre, LED ışık şerit mili başına 106 MW tüketecek ve panel 415 MW ürettiği için LED'ler faydalı güçten daha fazla enerji tüketiyor.
Bu durum performansı daha da düşürecektir.
Isıtma plakası ayrıca Şekil 2 olarak da gösterilmiştir.
Şerit başına 28 MW güç üretiyor, bu nedenle sadece altı gün çalışmak, güneş panellerinden elde edilecek net geliri dengeleyecektir.
Bu, 52 adet veri üreten Sandpoint kurulumuna ait verilere bakmadan önceki durum.
6 ayda 397 KW saat, yani 104.
Yılda 8 kW.
Buradan, kapasite faktörünün yalnızca 0 olduğunu tahmin edebiliriz.
782, Cestas enerji santraline göre 20 kat daha az verimli.
Bununla birlikte, grubun bir şehir meydanında bulunduğunu belirtmek gerekir.
Karlı kuzey kasabasında, binalarla çevrili bir kaldırım bölümünün güneş enerjisi tesisleri için en uygun yer olmadığı sonucuna varabiliriz.
Ancak, şehir sokaklarında daha büyük bir güneş enerjili yol yapılması iyi bir fikir olmayabilir.
Yol artık sandığımız kadar geniş değil.
Ulaştırma Bakanlığı, İngiltere'deki farklı yol türlerinin uzunluklarını ayrıntılı olarak açıkladı.
Bu yolları güneş panelleriyle kaplayabileceğimizi varsayarsak, her otoyol için dört şerit, A ve B yolları için iki şerit ve C ve U yolları için şeritlerin yarısı mevcut.
Birçok yol tek yönlüdür, hiç uygun değildir.
2 milyon metrekarelik bir yüzey alanı hesapladık.
Şehirlerdeki binaların 17 milyar metrekarelik bir alanı kapladığını fark etmeden önce, bu rakam 6 milyar metrekare gibi geliyor.
Bu nedenle, Birleşik Krallık'taki çatıların küçük bir bölümünü güneş panelleriyle kaplamak bile, panelleri yollara yerleştirmekten çok daha fazla enerji üretecektir.
Bu durum, daha yüksek konumların daha büyük enerji üretim tesislerine sağlayacağı faydalardan çok farklıdır.
Bütün bunlar, yol ağının yalnızca küçük bir bölümüne sahip olmanın uygun olduğunu göstermektedir.
Dahası, yol ağının nispeten küçük boyutu göz önüne alındığında, güneş enerjili yollar ancak niş bir enerji kaynağı olarak kalabilir ve gelecekte enerji tedarikimiz için asla bir kestirme yol olmayacaktır.
Dylan Ryan, Edinburgh'daki Napier Üniversitesi'nde makine ve enerji mühendisliği alanında öğretim görevlisidir.
Bu makale ilk olarak The Conversation'da (Dialogue.com) yayınlanmıştır.