Kiểm soát con đường pin mặt trời [Copy địa chỉ]

Thời gian đăng: 25/9/2020 08:43:15

Kiểm soát con đường pin mặt trời

Việc sử dụng ngày một rộng rãi xe chạy điện (electric vehicles – EVs) đang làm dấy lên một cuộc tranh luận gay gắt giữa hai luồng ý kiến. Một bên cho rằng: EVs là những phương tiện không hề phát thải, những người mua bán máy biến tần còn lại thì phản bác rằng chừng nào điện sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch còn được sử dụng thì EVs vẫn là một tác nhân gây ô nhiễm lớn.

Đã có người đã nghĩ đến việc chấm dứt tranh cãi bằng cách đưa ra giải pháp thay thế điện nhiên liệu hóa thạch cho EVs, và xa hơn, thay thế hoàn toàn các loại xe hiện thời.

Là kết quả của quá trình tư duy phi logic, khái niệm “Xa lộ Mặt trời” đã được đưa ra như một phương cách để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường. Theo đó, thay vì phát triển dòng phương tiện có phát thải bằng không, một số đơn vị đang cố gắng tạo ra một loại đường mà trên đó, xe cộ có thể sử dụng năng lượng máy biến tần giá rẻ từ nguồn gần như vô tận: Mặt trời.

Ý tưởng

Đầu năm nay, GE (General Electric) khởi động Ecomagination Challenge – một thử nghiệm mang tính cách tân trị giá 200 triệu USD nhằm khai thác các nguồn năng lượng tái tạo. Dự án được chia làm 3 hạng mục chính: Lưới năng lượng hiệu quả, Nhà ở/ Công trình thông minh và Năng lượng tái tạo.

Một trong những công ty đã tham gia vào dự án đầy thách thức này là Solar Roadways, một nhóm có mục đích rõ ràng: bao phủ tất cả bề mặt bê tông và nhựa đường tiếp xúc với ánh nắng mặt trời bằng các tấm pin quang năng. Ý kiến nghe có vẻ điên rồ này, nếu hội tụ đủ điều kiện tiến hành, có thể cách mạng hóa ngành công nghiệp ô tô.

Solar Roadways đang từng bước tiến hành các thử nghiệm của mình, trước hết ở quy mô nhỏ. Họ dự định phủ kín các tấm pin mặt trời lên các đoạn nối ga-ra với đường, sân, đường cho xe đạp, vỉa hè, bãi đỗ xe và các nơi tương tự mà nhất thiết không chiếm dụng đường công cộng.

Những “con đường mặt trời” tương lai sẽ hoàn toàn khác với những con đường chúng ta thấy ngày nay. Chúng sẽ là những con đường thông minh, có khả năng tương tác với phương tiện và người lái, hỗ trợ điều tiết giao thông thậm chí giúp truy bắt tội phạm.

Ở đây tư tưởng không chỉ là nạp điện cho EVs mà còn là nạp điện ngay cả khi xe đang chạy. Bằng phương thức nạp điện không dây, các con đường có khả năng chuyền lượng điện yêu cầu vào bộ phận tích trữ của xe. Cùng với đó, nhu cầu về các trạm nạp điện sẽ bị xóa sổ và mong muốn chuyển hóa EVs sang một loại phương tiện lý tưởng hơn cũng biến mất.

Con đường tự nó có thể trình diễn một số thủ thuật gọn gàng. Nó có thể được biến thành một màn hình khổng lồ, thể hiện cho lái xe thông tin liên quan đến điều kiện đường sá, tắc nghẽn giao thông... Nó có thể xử sự như đèn tín hiệu và dẫn đường cho lái xe đi vòng qua các điểm tắc nghẽn. Hệ thống GPS sẽ không còn là một màn hình trong cabin mà là một mũi tên lớn trên đường, phía trước xe, dẫn đường cho người lái đến địa điểm mong muốn.

Đáng kinh ngạc hơn, con đường pin mặt trời có thể xác định được các lái xe bị mất kiểm soát. Ngay lập tức, nó sẽ tạo một vòng tròn bằng đèn LED quanh chiếc xe phạm luật và vòng tròn sẽ theo chiếc xe chừng nào nó còn trên đường để báo hiệu với các xe khác: “Hãy cẩn thận với xe này!”.

Mỗi tấm pin mặt trời này đều được kết nối với một bảng mạch vi xử lý cho phép chúng có thể thực hiện các tác vụ kể trên. Các mạch vi xử lý này cũng mang thông tin về mỗi tấm pin. Bên cạnh việc phát dữ liệu về các vụ va chạm và các thông tin khác, bộ nhận dạng tần số radio của các vi xử lý còn được dùng để theo dõi các phương tiện.

Mẫu thử nghiệm

Bất kỳ ý tưởng lớn nào cũng cần sự thử nghiệm thực tế. Vào tháng 2/2010, nhóm thử nghiệm hoàn tất một mẫu thử - phần đầu tiên của xa lộ mặt trời. Họ đã phủ một bề mặt 3,66m x 3,66m bằng polycacbonat. Nguyên mẫu đã được xây dựng và kiểm tra trong nhà với mục đích kiểm chứng khả năng làm việc của các bộ phận. Nguyên mẫu này đã hoạt động và cho ra những số liệu đầu tiên, chúng sẽ được quay trở lại phục vụ cho dự án.

Mẫu thử được xây dựng để mô phỏng với bề mặt “xa lộ mặt trời” trong tương lai. Tất nhiên là khi nghe về ý tưởng này, chúng tôi đã tự đặt ra rất nhiều câu hỏi, nhưng điều đầu tiên bật ra trong đầu chúng tôi là: làm thế nào con đường có thể chịu được tải trọng của các phương tiện?.
Mỗi tấm pin mặt trời được cấu thành bởi 3 lớp riêng biệt, mỗi lớp có những tính chất và mục đích riêng. Lớp đầu tiên, lớp bề mặt, là lớp chúng ta nhìn thấy và xe chạy trên đó được làm bởi những vật liệu bền để có thể chịu được sức nặng của xe cộ lưu thông. Với hiệu ứng trong mờ, nó cho phép ánh sáng mặt trời xuyên qua và chiếu tới các phần tử hấp thụ. Lớp đầu tiên này chống nước và được phủ kín bằng các đèn Led.

Lớp thứ 2 còn được gọi là Lớp điện tử, cấu tạo bởi 1 bảng mạch vi xử lý và hệ thống mạch điện hỗ trợ. Nó có nhiệm vụ chiếu sáng, truyền thông, giám sát và tất cả các tác vụ ưu việt đã nhắc đến ở trên.

Lớp thứ ba, Lớp đĩa nền, phần phân phối năng lượng tích tụ được ở lớp bề mặt. Nó cũng có khả năng chống nước nhằm ngăn nước thấm từ dưới lên.

Một con đường năng lượng mặt trời sẽ như thế nào?

Mục tiêu của Solar Roadways là che phủ toàn bộ mạng lưới giao thông bộ ở Hoa Kỳ với các tấm pin mặt trời, tuy nhiên chúng ta không nên quá mơ mộng. Có hàng tỷ lý do khiến giải pháp này khó có thể trở thành hiện thực, vì thế việc tưởng tượng rằng hệ thống đường bộ được bao phủ hoàn toàn bởi các tấm pin mặt trời là hơi thái quá. Sự thật là, những con đường năng lượng mặt trời trình bày ở trên sẽ mang đến nhiều ứng dụng nhưng là cho những thế kỷ sau bởi những yêu cầu cao của nó và chờ tầm nhìn của loài người hiện tại chấp nhận.

Dù sao Solar Roadways cũng có những tính toán cho dự án nếu không thành công trọn vẹn. Nó sẽ vẫn được ứng dụng cho các trạm nghỉ, các trạm xăng, các cửa hàng ven đường và các bãi đỗ xe. Hàng triệu EVs chuẩn bị lăn bánh trên các con đường nước Mỹ sẽ tự nạp điện tại các bãi đỗ xe.

Cụm từ “Xa lộ Mặt trời” có thể được dùng để mô tả về hệ thống tín hiệu giao thông làm việc bằng năng lượng mặt trời. Nó sẽ được dùng để dẫn đường, truyền tải thông tin mua ban may bien tan đến các phương tiện và vận hành nó hoàn toàn miễn phí. Đây có thể sẽ là một phương án rất đơn giản, rẻ tiền mà hiệu quả trong việc áp dụng công nghệ về năng lượng mặt trời vào cơ sở hạ tầng hiện tại.