既能通车又能发电,造价昂贵的太阳能板公路是否有出路?
太阳能板公路既能通车又能发电,吸引许多国家投入研究开发。法国在2016年底以520万美元的高价,于西北部的小镇铺设了一公里长的太阳能板公路。虽然是利用现成的公路建设,但太阳能板公路的造价却很昂贵,未来发展性如何,本文为您详细介绍。
本文四大重点:1.全球首条太阳能板公路Wattway在法国上路。2.荷兰的Solaroad与美国的SolarRoadways。3.太阳能板公路的优点不少,但造价昂贵是主要问题。4. 中国适合发展太阳能板公路吗?
1.全球首条太阳能板公路Wattway在法国上路
法国西北部诺曼第大区奥恩省的小镇图尔夫尔(Tourouvre)或许不是法国阳光最充足的地方,但当地阳光肯定可以为小镇带来最多的灯光。
2016年12月,法国环境部长贺雅(Ségolène Royal)在图尔夫尔镇启用了世界第一条太阳能板公路Wattway。Wattway是一条长1公里的试验公路,由法国环境部资助,法国营造巨头「布依格」集团旗下的寇拉斯工程公司(Colas)负责建造,在面积2,800平方公尺(约6.7个篮球场)的路面上铺设了2,880块太阳能板。Wattway每天约有2,000名驾驶者经过,估计平均每天的电力输出为767 kWh(夏季甚至可达到每日1500 kWh),每年可以产生280 MWh的电力,产生的能源足够运行图尔夫尔镇的所有路灯。
太阳能板公路是法国「Positive Energy」计画的一部分,是利用既有的公路建设发电,不需要新土地或新房舍。由于公路上有车的时间平均仅约占20%,因此其余时间可以让太阳能板公路吸收阳光储能。理论上只要铺上25万平方公里的太阳能板公路,法国的能源就可以自主。太阳能板公路的资金是向石化燃料业者增税而来,该计画初期工程将在西部布列塔尼半岛和南部马赛市进行,预计2021年前会将太阳能板安装在1000公里(621英里)的公路上,产生的电力可以提供法国人口的8%,约5百万人使用。
2.荷兰的Solaroad 与美国的SolarRoadways
除了法国铺设全球第一条太阳能板公路外,由于骑自行车在荷兰是一个非常受欢迎的活动,因此荷兰于2014年在北部的Krommenie打造了全长70公尺的太阳能板自行车道Solaroad,成为第一个铺设太阳能板自行车道的国家。
Solaroad是在两条自行车道中的其中一条装设太阳能板,一年可以产生超过3000 kWh的能源,足以提供3个家庭一年所需的电力。整个Solaroad的检测时间需要3年,但在开幕一个月后就因为冬天恶劣的天气造成Solaroad的顶层折断,一部分的路径不得不关闭。幸好后来负责该计画的TNO公司工程师们研究出可以抵御恶劣天气的材料,因此不久后SolaRoad又重新开放,并且在运行六个月期间内吸引了超过15万人在上面骑车。
(图片撷取:SolaRoad )
相较于荷兰,在美国民众使用自行车上下班只有1%,因此太阳能板车道的计画仍以公路为主。
Solar Roadways是位于爱达荷州的公司,由Scott 及Julie Brusaw这对夫妻于2006年创立。公司的产品SolarRoadways®(SR)是一种环保材质、可以回收的太阳能板,由特殊配置的钢化玻璃制成,可以承受卡车的重量及磨耗。当有行人或动物穿越道路时,特殊的感压装置还能让路面发亮,提醒驾驶人注意前方路况。
SolarRoadways®的面板包含LED灯,有5种颜色,可以用来显示公路标线和标志,不需要用油漆在路面画线。面板也包含加热元件,具备发热功能,会在冬天时提升路面温度,融化路面结冰,有效防止路面积雪,还可以节省清扫的时间及人力。面板具有微处理器,资讯可以彼此联结,并与中央控制站和车辆联系。当面板有损坏时,资讯联结会中断,中央控制站便会发现并且派人前往维修,在几分钟内迅速更换新面板。中央控制站也可以依现场的状况切换面板LED灯的显示模式,将地面标线改为临时的篮球场或其他活动空间,以提高空间的使用效率及应变机制。
Solar Roadways的目标是要取代传统沥青道路,建造一条可以产生能源并且聪明的公路。该公司获得美国运输部共160万美元的资金从事太阳能车道和停车场的建造,用太阳能为电动车充电。Solar Roadways还透过Indiegogo成功筹资220万美元,计画将SR太阳能板铺设于号称世界上最具代表性,有「美国大街」之称的66号公路,希望它能产生足够的能源为休息站提供电力,这将会是第一个把太阳能板铺设在高速公路上的计划。
(图片撷取:Greenrvlife.com )
图说:Solar Roadways的太阳能停车场
3. 太阳能板公路的优点不少,但造价昂贵是主要问题
太阳能板公路铺设于现有的道路上,虽然节省空间又环保,但造价非常昂贵,是否值得建造,一直有不同的意见。
以法国的Wattway为例,它的太阳能板不到一厘米厚,以多晶矽制成,在极度脆弱的太阳能电池表面,覆盖上以树脂与聚合物组成的5 层基板,使太阳能板因此变得坚固,足以抵御包括卡车在内等所有类型交通工具的垂直压力,而且重型防滑设计也能减少车祸的发生。建造商Colas 宣称只要215平方英呎的Wattway,就足够产生一个法国家庭一年所需要的能源,而且Wattway 太阳能板公路的寿命与一般公路差不多,若在车流量不高的地区,公路寿命甚至可以达到20 年。
Solar Roadways则列举出它的太阳能板公路多达20个项目的特色,并且与一般沥青、水泥公路作比较。沥青公路仅具有3项基本的道路行驶、停泊及痕迹功能,而水泥公路则多了一项不会在高温下软化的功用。
SR太阳能板公路除了具备前述几项功能外,还具有诸如生产能源、智慧连线、LED标示、融化冰雪、防止坑洞、保护动物、迅速维修、不须划线、道路美化、道路侦测、自行发电、电动车充电、储水排放、管线收藏、紧急警示,以及技术扩充等十多项优点。
(图片撷取:SolarRoadways )
图说:SR太阳能板公路与一般沥青与水泥公路路面的比较
与传统的沥青、水泥公路相较,太阳能板公路虽然具有非常多的优点,但造价却相对偏高。以法国Wattway为例,一公里的成本为500万欧元,而荷兰的SolaRoad 70公尺的建造成本约300万欧元,美国的SolarRoadways®若要在全美大规模铺设,可能须花费56兆美元,均高于普通的沥青、水泥公路。
太阳能板公路的发电成本也偏高,每度电约17欧元(约人民币128元),是一般屋顶太阳能面板发电成本1.3欧元(约新台币44元) 的13倍。而且屋顶的倾斜角度比公路的平面更容易抓住太阳的光线,所以太阳能板公路的发电效能会低于屋顶太阳能面板。但法国再生能源机构SER表示,太阳能发电成本在2009年到2015年间已经下跌了60%,Colas也预期太阳能发电成本在2020年前就会变得有竞争力,届时太阳能板公路发电成本偏高的现象就会逐渐消失,成为被大众所接受并且普遍应用的干净能源。
4. 中国适合发展太阳能板公路吗?
中国的气候炎热,并且地狭人稠,电力供应经常处于吃紧的情况。但阳光其实非常充沛,具有发展太阳能光电的条件。中国太阳能发电的技术是比较发达的;约占世界总产量的60%;2007年光伏特板产值为150亿元,发电量约为820MW.计划到2020年,光伏特板的发电量达到20GW.
中国太阳能光电的设施以屋顶型、地面型,以及整合型太阳能光电为主,如果要发展太阳能板公路加上某些省份的阳光充沛,太阳能板公路发电的效能一定会比欧美更好,所以我们应该着手研究在中国铺设太阳能板公路的技术,让一些省份也能早日拥有既能通车,又能发电的「阳光大道」。
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