太阳能板公路：电动汽车边走边充电

    美国爱达荷州的布鲁索夫妇发明了一种太阳能公路，用太阳能板取代沥青铺路。太阳能板发电，输入高压电网，电动汽车借用这些电力行驶。除了提供电力，太阳能公路还起到了省油的作用，而且能帮助融雪，预防事故。布鲁索已经在一些停车场进行了小规模实验。

    能发电的太阳能公路把公路网变成一个智能电网

    18世纪苏格兰人约翰·马卡丹发明了公路，人类的陆路交通效率得以大幅提升。后来人们在公路上铺上柏油或水泥，让公路变得更加结实。但问题是传统公路给人一种单调乏味的感觉，并且并不环保，能否让马路发挥其他作用呢？这正是“太阳能公路（Solar Roadway）”的发明者Julie Brusaw和Scott Brusaw夫妇一直探索的问题。

    Brusaw夫妇想通过类似于飞机“黑匣子”的材料做成一种用太阳能电池板公路，用来代替传统的沥青公路和水泥公路。这种公路里面嵌有太阳能电池，可以收集能量，从而收回购买电池板的成本；此外，这种路面上有LED灯做成的信号灯，可为夜间行驶的司机照亮马路。更让人觉得不可思议的是这种路面采用了加热技术，可以防止冬天路面结冰。

    2009年Brusaw夫妇和美国联邦公路局签订协议，开始建造首个“太阳能公路面板”原型。这种面板由一系列太阳能电池板组成，上面可以行驶汽车，不仅可以用代替传统马路路面，而且可以用在停车场等场所，供公司和家庭使用。他们的最终目的是把太阳能公路收集的剩余能量存储起来，用来代替传统的石油发电，这样反过来就可将温室气体减半。

    谈到工作原理，这种太阳能公路电池板由三层组成：半透明、高强度、防水的公路表面层，可以供足够大的牵引力，并且可以让阳光能够透过，照射在太阳能电池板上；一个带有微控制器的电子元件层，具有控制照明、通信和监测功能。上面的电路可感知荷载、控制加热单元，从而让汽车在冰雪天气也能正常行使；防水的底盘层，除了保护上层电子元件干燥之外，还负责分配电子元件层收集的电能以及数据信号。

    当多块太阳能公路面板相互连接时，会形成一条智能太阳能马路。所有联网家庭和公司都可以从太阳能马路上接收电能和数据信号，从而太阳能公路变成一个智能的、能自我治愈的分布式电网。

    最终形成这样一个全球电网，让这个地球“亮着”的一半为“黑着”的一半照明。每个人都有能量，再也没有能源危机，不用烧煤，污染更少。更有意义的是长远来看，一条可以发电的公路可以随时随地为电动汽车充电。

    未来的概念多功能太阳能电板公路

    你能想象，在未来的城市中，被你踩在脚下的不再是仅仅有水泥构成的路面，而是一块块由玻璃制成的太阳能板拼接而成的太阳能电池吗？

    现在这一切都将成为可能，已经有多家公司投入巨资来研发这种节能公路。这种太阳能公路能创造出巨大的能量，在城市中，大量铺设这样公路的路面，不但能承载交通运输的任务，还能为当地社区提供电力，节省能源。

    一家叫做Solar Road（太阳能之路），将这一构想部分实现，他们开发一种像地砖一样的太阳能电池板。将它们铺设在城市公路和人行道中，或铺设在郊外的高速公路中，把电线埋在太阳能电池板之下。最后，在一块块太阳能电池板铺设好之后，再在上面铺设高强度的高分子透明塑料板，玻璃具有浮凸结构以产生附着摩擦力，内嵌加热元件以融化冰雪，而且可以承受数年德尔辗压。

    这种每块大小为12英尺x12英尺的太阳能公路面板，若将其铺设到路面上，按每天平均4消失的光照时间计算的话，一天就可以产生约7600瓦时的电能。以这样的转换速率，铺上一英里四车道的公路，就可以为500多户家庭供电。

    另一方面，这种太阳能公路面板，还能产生马赛克效果的灯光，在晚上，点亮的小灯可以作为交通标志和警告信息。另外，公路下还可以“嵌入”加热器，这样在冬天的时候，公路上就不会再有积雪和薄冰。

    环保愿景：太阳能公路

    路上铺上了光伏器件，而这就是科特·布尔萨的想法。他的公司——太阳能公路公司，正在把光伏电池和发光二极管（LED）光源嵌入到面板中，这些设计的面板可以承受交通的压力。这些LED光源将使“智能”公路和停车场变得可行，而且标记都可以变化，而电池将产生足够的能量来为企业、城市、最终将可以为整个国家来供电。

    每块12×12 英尺的太阳能公路面板，如果按每天平均4小时光照来计算的话，一天将产生约7 600瓦时电能。以这样的速率，一段1英里4车道的公路段将可以为500个左右的家庭供电。“假如我们替换了美国的所有公路，那么，我们将可以产生比我们国家需求更多的电能，”布尔萨说。布尔萨为一名电子工程师，在美国交通部的资助下，于2月刚刚完成了他的首个原型面板。

    布尔萨的目标是，让每块面板的成本降到1万美元以下。这大约为沥青造价的3倍。但他想让面板的寿命达到沥青公路寿命的3倍以上，目前，许多地方的沥青公路必须每隔10年重铺一次。“如果这样的话，成本就差不多一样了，”他说。“但那只是收支平衡，而我们还能发电。”

    其商业化可行性的关键技术为面板玻璃。该玻璃必须具有浮凸结构以产生附着摩擦力，内嵌加热元件以融化冰雪，而且可以承载数年的交通量。“最棘手的问题将是，” 布尔萨说，“如果有一辆40吨的卡车在公路上的快速车道行驶，或许装有防滑胎链。而面板必须承受那种程度。”同时，如果想要让太阳光到达光伏电池，该玻璃还必须具有自清理能力；布尔萨指出，实验阶段的亲水玻璃，可以利用太阳光来分解有机污物，利用雨水来冲洗而不会留下污痕。

    太阳能公路的下一步打算是获得第二阶段的筹资资格，即一份为期2年、75万美元的协议来发展面板的商用计划。在2年末时，布尔萨将准备在停车场进行试验，他认为停车场是进行LED光源和发电系统试验的绝佳试验场。可以重新配置方向箭头和停车线，来应对高峰时间，而且所产生的电能可以为邻近的企业供电。“我曾同沃尔玛超市负责电能的人员谈过，”布尔萨说。“超市面积大约为20万平方英尺，而停车场面积为其4倍左右。我对80万平方英尺的停车场进行了计算，并告诉他将会产生多少电能，即使那里完全停满了车。那将是他们使用电能的10倍。”

    然而，布尔萨想要创办一家规模上更小型的快餐饭店。麦当劳的经过改型的太阳能停车场，可以使其很大程度上或是完全脱离电网，或成为电动汽车的充电站（当车主进入用餐时，自然）。“即使最好的电动汽车行驶路程也才为3小时左右，”他解释道。“但如果我必须找到一家麦当劳，我会驾车从爱达荷州驱往佛罗里达州的南端。”不大可能么？是的。但“提供数十亿瓦特的电能”将会是一个新的、诱人的口号。