太陽能供電 智慧型公路

太陽能供電 智慧型公路
‧那福忠 2009/09/04
美國一家新成立的公司 Solar Roadways，就是做這樣的事，發展 4 公尺見方的太陽能路面板 (Solar Road Panel)，鋪到公路的路面，產生電力直接連到現有的輸電網，同時也供應 LED 路標所需的電力，以及冬天對路面加熱，防止結冰。
風力與太陽能 (Solar Energy)，是目前替代化石能源的主要技術，風車發電要在常颳風的地方，像山頂、近海；太陽能發電，則要把吸光板裝在陽光照射的地方，而且要一大片成為發電廠，才有經濟效益。無論哪一種能源，產生的電力都要送到輸電網，再傳到用戶，又造成傳輸上的損失。於是有人想到利用公路的奇招，公路大部分時間是閒置的，日間又有陽光，用來吸取太陽能發電，可以就近傳給路邊的用戶。

美國一家新成立的公司 Solar Roadways，就是做這樣的事，發展 4 公尺見方的太陽能路面板 (Solar Road Panel)，鋪到公路的路面，產生電力直接連到現有的輸電網，同時也供應 LED 路標所需的電力，以及冬天對路面加熱，防止結冰。這家公司說，每一片面板每天可以產生 7.6 千瓦小時（度）的電力，成本為 7000 美元，如果廣泛使用，一英里（1.6 公里）長的四線公路，可以供應 500 家用電，如果全美國 380 萬英里（610 萬公里）的公路完全鋪用，美國的能源就再也不是問題。能源部特別撥發 10 萬美元，讓這家公司繼續研發。（如上圖）

這一構想果能成真，不但是能源革命，產業的生態也為之改觀。美國地大，從電廠到用戶的家裡，要經過長距離的輸電網，單在輸電上的損失，估計高達四千億度，縮短輸電距離，就能大幅度減低輸電的損失。另外每片面板都有自己的微處理機，以及電能管理系統。面板結構分三層，最上層是超堅固、摩擦力強的透明板，車輛在上面行駛不會壓壞、也不會打滑。中間一層是吸光板，吸取陽光、轉換為電能。下層則是是管理系統，分配電力到輸電網，同時也是電視、電話、網路的管線。這樣分散了電能的生產，縮短了傳輸的距離、大幅度降低輸電的損失，傳統發電 60% 的能源轉為熱能的浪費，也不復存在，當然更沒有二氧化碳。

智慧型的公路更可以因應而生，最基本的是電力系統的即時監控，隨時監視電壓、電流、以及其他參數，自動適當調節，維持發電系統最佳運轉狀態。另一個機制是發覺重大問題，相隔四公尺的面板，以微處理機彼此相連，互通信息，有一片信息中斷，就知道發生問題，鄰面板的微處理機就把狀況傳到中央控制中心。像是有一片面板遭到雷擊，打了一個洞，四周的面板立刻把損壞面板的四周閃亮一圈標記，警告車輛，同時把損壞面板的發電機制關閉，以防電力外洩，影響行車安全。

另一件能做的事是隔絕災難。整條公路發電送電，自成電力網路，公路一旦車禍、天災、甚至遭受恐怖攻擊，路面可能受損或斷裂，極可能影響電力整體運轉。為了因應這種情況，電力系統立即自動切割成許多「孤島」，每一個孤島自我保護、繼續運作，除了受損的面板中斷運作之外，整體系統都盡可能維持運作，繞過受損的面板，把產生的電力輸出。所以路面局部受損，並不影響電能的生產。

Solar Roadways 公司做了一個計算，說明如何影響產業的生態。假設需要 50 億片面板，每片一個人要花 10 小時組合完成，以每人一週工作 40 小時估算，共需要 500 億小時的組合時間，以十年為期完成組合，每年需用 50 億小時。一年以 50 週計算，每週工作 40 小時，每人一年工作 2000 小時。2000 小時與 50 億小時相除，結果是 250 萬人，需連續工作十年。

這僅是組裝，還沒算過零件的來源。誰來製造 50 億片上層的透明板、吸光板？誰來製造管理控制的電路板？每一片面板有 6192 個 LED 二極發光體，以及成千上萬的零件，又有誰來製造？除了製造，還有安裝、維修、監控.......。整體展業將可為之改觀。

如果以當初估計的每片 7000 美元，50 億片需 35 兆（億億）美元，花不花得來，自有經濟學家評估。但無論能否落實，不失為創新的構想。