Experimentelle Projekte von Solarstraßen haben sich seit einigen Jahren auf der ganzen Welt vervielfacht, die Möglichkeiten sind endlos, viele die Zweifel

Man denke z.B. an die kilometerlangen Straßen der Welt und ob diese Energie erzeugen könnten.

Nach einigen Schätzungen sind etwa 0,2 bis 0,5% der Welt-Landfläche mit Straßen bedeckt. Dieser Prozentsatz könnte innerhalb des Jahres 2050 um 60% steigern. Es handelt sich um einen großen Teil der Natur, der eine starke Umweltbelastung verursachen wird.

Ist es möglich diesen Einfluss umzukehren und einen positiven Einfluss auf die Umwelt zu erreichen? Einige Photovoltaikmodule der neuesten Generation, sind fahrbar und hyperresistent, diese Asphaltstrecken könnten in riesigen Energieerzeuger verwandelt werden.

In China ist eine der ersten Solar-Autobahnen der Welt in Entwicklung. Könnten Autobahnen mit Sonnenkollektoren das Kraftwerk der Zukunft werden?

Beispiel-Strasse-road

Beispiel für eines der ersten Pilotprojekte

Die Erfindung der amerikanischen Solar Roadways

Bei Solar Roadways oder Photovoltaikstraßen handelt es sich, um ein modulares System, dass in den USA vom amerikanischen Ingenieur Scott Brusaw erfunden wurde, der in Elektronik und Elektrotechnik spezialisiert ist.

Die Solarmodule wurden speziell zum Begehen und Befahren konzipiert, obwohl diese in Zukunft nur für Autobahnen verfügbar sein werden. Pilotanwendungen für Parkplätze und Straßen mit geringer Verkehrsdichte wurden bereits implementiert.

Die Erfindung stieß auch auf großes Interesse der Bundesverwaltung, welche bereits durch das Verkehrsministerium der Vereinigten Staaten finanziert wurde und verschiedene Prototypen verwendete, um dessen vollen Potenzial zu entdecken.

Die Paneele enthalten:

  • LED-Leuchten zum Erstellen von Straßenmarkierungen und Zeichen ohne Farbe
  • Heizelemente, um die Ansammlung von Schnee und Eis zu verhindern
  • Mikroprozessoren, welche diese intelligent machen. Dadurch können die Paneele untereinander, mit zentralen Steuerstation und mit den Fahrzeugen kommunizieren.

Die Paneele bestehen aus speziell formuliertem gehärtetem Glas, diese haben eine Tragfähigkeit eines Lastkraftwagens und verfügen über einer behandelten Oberfläche, die dem Asphalt ähnelt.

Jedes Paneel ist 2 x 2 Meter Groß und aus vier Schichten:

  • die erste Oberschicht, welche aus einer speziellen Glaslegierung besteht, ist durchscheinend und widerstandsfähig, sie widersteht schweren Gewichten, extremen Umweltbedingungen und durchlässt Sonnenlicht
  • die Solarzellen, die das Licht einfangen, befinden sich in einer zentralen Schicht. Sie sind durch LED-Leuchten für die Belichtung und Verkehrsmarkierungen integriert
  • die Unterschicht besteht aus einem undurchlässigen Material, dass auch zur Installation von Kabeln dient sowie der Verteilung erzeugter Energie
  • alles wird auf dem bereits vorhandenen Asphalt aufgesetzt, oder alternativ auf einer Unterlage aus recycelten Materialien.

Das Projekt Solar Roadways wurde in Idaho (USA) auf circa 70 Straßenkilometern, in der Nähe von Sandpoint als Forschungszweck installiert. Nun wird dieses Projekt vertieft, um zu verstehen, ob es auf allen Straßen der Vereinigten Staaten replizierbar ist.

Die 4 Schichten, aus denen die Solarstraßen bestehen

Die 4 Schichten, aus denen die Solarstraßen bestehen

Vorteile von Solarstraßen

Nutzung von bereits zementierten Boden

Eines der Haupthindernisse bei der Nutzung erneuerbarer Energien, die durch Sonnenenergie erzeugt wird, ist die mit Modulen und Zellen verfügbare und belegbare Fläche, die das Problem eines übermäßigen Bodenverbrauchs verschärft.

Um diesem übermäßigen Verbrauch von Freiraum zu wiederstehen, neigt man dazu, Photovoltaik-Paneele in Bereichen zu installieren, die anderseits nicht nutzbar sind, wie zum Beispiel die Haus- Büros und Parkhausdächer. Man sollte betonen, dass der Zweck der erneuerbaren Energien, ökologisch und nachhaltig sein soll, daher würde die Besetzung von Grünflachen die positiven Auswirkungen mindern.

Durch die „Abdeckung“ bestehender Straßen würde die Produktion erneuerbarer Energien bedeutend zunehmen und mit erheblichen Umweltvorteilen. Das Potenzial dieser Technologie und neuen Einsatz von Photovoltaik-Modulen könnte die bekannte Welt bemerkenswert verändern.

Integrierte Straßenbelichtung

Da es nicht möglich ist, die Straßenmarkierungen auf den Kollektoren zu „bemalen“, ist die Lösung einfach und effektiv: LED-Streifen in den Paneelen integrieren wodurch das Problem der Streifen sowohl die der Mindestbelichtung der Fahrstreifen gelöst wird.

LED-Beleuchtung solar road

LED-Beleuchtung und intelligentes Markierungssystem

Sensoren, welche Objekte oder Personen auf Straßen markieren

Eine bedeutende Gelegenheit, durch die Installation auf Straßen von Photovoltaik-Paneelen, ermöglicht es, intelligente Straßen zu erzeugen. Beispielsweise wird bereits die Integration auf Fahrbahnen und Paneelen mit Gewichtssensoren getestet. Beim Überqueren der Straße, durch Personen, Objekten oder Tiere, werden die in den Feldern platzierten Sensoren aktiviert, wobei der spezifische Straßenteil belichtet wird, um die Unfallgefahr zu verringern.

Es ist auch möglich, Straßen als Displays zu verwenden, mittels denen Nachrichten oder Straßenschilder gesendet oder geändert werden können, z.B. durch einsetzen von Stopps oder Warnungen sowie, um Fahrer von laufenden Straßenbaustellen zu informieren.

Beispiel-Gefahr-Sensoren

Sensoren-System, um Straßen-Hindernisse anzuzeigen

Grenzen, die ihre Verbreitung bremsen

Bau- und Wartungskosten

Obwohl die Kosten durch die Installation der Paneele auf vorhandenen Straßen gesenkt werden könnten, ist bereits der Kaufpreis dieser Paneel- Typologien enorm. In Normandie, wo beispielsweise der erste Abschnitt einer französischen Straße installiert wurde, war der Aufwand einer einzelnen Spur von ca. 5 Millionen Euro pro Kilometer!

Die Kritik und Zweifel, welche diese experimentellen Pfade begleiten, beziehen sich vorallem auf ihre finanzielle Nachhaltigkeit, der hohen Installations- und Wartungskosten, welche im Vergleich dieser, aus energetischer Sicht nicht angemessene Erträge bringen.

Geringe Produktivität

Paneel-Beispiele- solar-road

Horizontale modulare Paneele auf dem Asphalt befestigt

Solarstraßen-Paneels sind fest auf der Straßenoberfläche befestigt und werden durch umgebender Objekte sowie durchfahrenden Autos beschattet. Selbst wenn diese Technologie eines Tages weit verbreitet würde, ist diese für stark frequentierte Bereiche oder beispielsweise für Straßen in der Nähe von Wäldern oder Wolkenkratzern nicht nutzbar. Ihre Verwendung würde nur auf Abschnitten beschränkt, welche über freie Seitenstraßen verfügen und optimal auf die Sonnenstrahlen ausgesetzt sind.

Es verbleibt dennoch das Problem, dass die horizontale Energieerzeugung nur während der zentralen Tagesstunden optimal ist, während diese beim Beginnen des Sonnenuntergangs abnimmt.

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