随着太阳能成本越来越低、成本效益比与日俱增,不少厂商开始将太阳能板结合屋顶、墙壁或是列车等住宅与交通工具,先前更有国家将太阳能铺在道路或高路公路上,让道路达到发电、融雪效果,未来甚至有可能为电动车充电,只不过在大规模发展太阳能道路之前,该技术还有种种难关待跨越。
太阳能道路虽然能解决土地征收、节约空间与能源需求难题,但若要大范围开发太阳能道路,首先得面对面板承重、高昂成本与发电效率低等挑战。
太阳能板每天会经历成千上万次的车轮辗压,重量与车辆阴影都可能会影响发电效果,其中只要 5% 的阴影就会降低 50% 发电量,比起直接铺设在屋顶或是地面,太阳能道路因为日照面积较低,光转换效率一定会低于屋顶太阳能与传统电站,太阳能道路的成本效益比也进一步大打折扣。
就好比法国全球首条太阳能公路 WattWay,该道路由欧洲建设巨擘 Bouygues 集团旗下 Colas 公司斥资 500 万欧元建造,当时预计 2,880 片太阳能板每日发电量可达 767 KWh、年供应 280 MWh 电力。
这些数据让 WattWay 树脂强化多硅晶太阳能板成本达到每 KWh 17 欧元,相当于大型屋顶太阳能板(每 KWh 1.30 欧元)的 13 倍,但根据 2018 年 1 月的数据,WattWay 第一年日发电量仅 409 KWh,为预期产量的一半。
而美国也有相似案例,Solar Roadways 公司也开发出智慧太阳能道路系统,其更搭载智慧感测器与 LED 灯,可在道路上即时显示“有鹿出没”或是交通警告,雪季时也可以加热道路发挥融雪功用。该公司之前则在爱德荷州桑德波因特的人行道进行小规模测试,光是在占地 13.9 平方米面积设置 1.529 KW 太阳能板就花费 48,734 美元,相当于每 KW 32,366 美元,成本可说是大型电站的 20 倍。
厂商指出,LED 与加热系统每英里分别消耗 106 MWh 与 2.28 MWh 电力,而太阳能板则可产生 415 MWh 电力。若太阳能板正常运作,至少还可以达成损益两平,只是该道路在 6 个月内仅生产 52.397 KWh 电力,外媒 Ars Technica 表示,预估其容量因数只有 0.782%,基本上为大型电厂的二十分之一。
除了发电效率考量之外,太阳能道路厂商也要担心太阳能板是否会被偷走,技术与专利都是得密切保护的命脉。以中国的全球首条太阳能高速公路为例,济南太阳能高速公速于 2017 年 12 月底正式启用,然而通车 5 天就发现整块路面被偷走,附近还有几块太阳能零件有重击痕迹,引发外界怀疑是产业间谍所为。
这一连串的数据与经历表明太阳能道路距离大范围铺设还很遥远,虽然太阳能道路可发展智慧系统与达到发电效益,但种种因素影响着太阳能板的发电量,汽车阴影与重量、砂尘覆盖、排气管废气的热度都会降低发电量。除此之外太阳能公路也非常昂贵,是否值得建造一直以来各界也议论纷纷,或许太阳能道路只适合客制化、小规模铺设以满足利基市场,目前尚无法成为能源发电主攻手。
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(本文由 EnergyTrend 授权转载;首图来源:Solar Roadways)
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