Một đoạn đường lắp đặt pin mặt trời.
Từ hàng rào tạo điện
Đức, Bỉ và Hà Lan có hơn 800.000km đường phù hợp để sử dụng cho nhu cầu năng lượng. Tại Hà Lan, các rào cản âm thanh dựng hai bên cao tốc Rosmalen vừa giúp giảm tiếng ồn, vừa tạo ra năng lượng xanh cho 60 hộ gia đình khi chúng được trang bị các tấm pin năng lượng mặt trời. Đề án thí điểm năng lượng tái tạo này đã truyền cảm hứng cho Rolling Solar, một dự án của châu Âu, nhằm tạo ra nhiều năng lượng hơn từ các con đường theo cách hiệu quả và tiết kiệm bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời.
Chi phí của dự án được tài trợ bởi Ủy ban Chính sách liên kết châu Âu, ngoài ra, khoảng 20 đối tác công nghiệp, phòng thí nghiệm từ 3 quốc gia Đức, Bỉ, Hà Lan cũng tham gia dự án. Hiện các chuyên gia thử nghiệm với 3 loại pin mặt trời khác nhau trên cùng một hàng rào năng lượng với mục tiêu chính là giảm giá thành. Giám đốc tại công ty đối tác Heijmans, ông Stijn Verkuilen, cho rằng pin mặt trời gắn trên các hàng rào là một giải pháp rất hữu ích cho quá trình chuyển đổi năng lượng vì chúng “sử dụng hai lần đất đai và không gian” và cung cấp cho các cấu trúc hiện có một chức năng phụ.
Một trong những mục tiêu khác của dự án là phát triển hợp tác xuyên biên giới bền vững và chia sẻ kỹ năng giữa các lĩnh vực nghiên cứu và công nghiệp. Trong một phòng thí nghiệm ở Eindhoven, Hà Lan, các tế bào quang điện mỏng và linh hoạt được làm từ silicon-cadmium đang được phát triển ở nhiều dạng khác nhau. Mục tiêu là chuyển từ sản xuất theo yêu cầu sang sản xuất hàng loạt. Peter Toonssen, trưởng dự án tại Rolling Solar, cho biết họ thử nghiệm các thiết bị với nhiều kích thước khác nhau để kiểm tra khả năng phản ứng của thiết bị với tất cả các loại ảnh hưởng của môi trường như độ ẩm, va đập... Một khi điều này được xác định chắc chắn, họ sẽ sản xuất công nghệ trên quy mô lớn hơn.
Ở làng công nghệ, Bỉ, các chuyên gia cũng đặt một hàng rào với nhiều loại pin mặt trời khác nhau để thử nghiệm kết nối với lưới điện ở đó. Nhiệt độ và biến dạng cơ học được đo lường chặt chẽ. Các giai đoạn tiếp theo cũng đã được xem xét ở đó. Michael Daenen, giáo sư tại Đại học Hasselt, Bỉ, đối tác của dự án, cho biết vẫn còn một số trở ngại đối với việc sản xuất năng lượng từ các con đường và hàng rào âm thanh. Vẫn còn một số nghi ngờ về việc ai sở hữu năng lượng mà họ sản xuất và ai có thể duy trì các tấm pin trong trường hợp xảy ra tai nạn. Ông Daenen tin rằng những vấn đề này sẽ được giải quyết trong các dự án tiếp theo. Hiện tại, tại khuôn viên Energyville, họ đang tập trung vào việc làm cho chi phí của nó rẻ hơn, giảm bớt các khía cạnh pháp lý và tập trung vào các mô hình kinh doanh tiết kiệm.
Đến con đường năng lượng
Ở Mỹ, một công ty chuyên về năng lượng mặt trời, có cách tiếp cận khác. Solar Roadways là công ty đã phát triển công nghệ tạo năng lượng xanh với ý tưởng biến bề mặt đường sá thành các tấm pin năng lượng và phát triển thành giải pháp để giải quyết nhiều vấn đề.
Kỹ sư Scott Brusaw (phải) và đồng nghiệp giới thiệu pin mặt trời lát đường thế hệ mới.
Đường năng lượng mặt trời lần đầu tiên được kỹ sư điện Scott Brusa thiết kế vào năm 2009 và hiện đang tiếp tục phát triển. Solar Roadways đã nhận được nhiều hợp đồng nghiên cứu và phát triển từ Bộ Giao thông, Bộ Quốc phòng Mỹ với tổng trị giá 1,6 triệu USD. Thú vị hơn nữa, họ đã thực hiện huy động vốn từ cộng đồng rất thành công, tung ra chiến dịch Indiegogo năm 2014 huy động được 2,2 triệu USD và chiến dịch StartEngine vào năm 2021 gây quỹ bằng cách bán cổ phiếu của công ty, thu về 2,5 triệu USD. Solar Roadways ước tính rằng đối với một làn đường rộng 4m sẽ cần khoảng 12.000 tấm pin/km và 30 hộ gia đình có thể được cung cấp năng lượng hoàn toàn ở mức độ phủ năng lượng mặt trời 69% (tính cả cho bóng cây, ô tô, bụi bẩn…). 1km đường hai làn xe với đầy đủ ánh nắng mặt trời có thể cung cấp năng lượng cho gần 65 hộ gia đình. Solar Roadways còn tuyên bố rằng nếu tất cả con đường ở Mỹ là đường năng lượng mặt trời, chúng có thể cung cấp năng lượng cho cả nước trong hàng trăm năm.
Các tấm pin mặt trời được tạo thành từ kính siêu bền và bao gồm các tế bào quang điện, đèn LED và hệ thống dây điện kết nối qua đường cao tốc, bãi đậu xe và tạo ra một mạng lưới thu thập điện năng. Theo Solar Roadways, con đường năng lượng có thể cung cấp năng lượng cho 428 ngôi nhà chỉ với một dặm đường được ốp bằng pin mặt trời với khoảng 4 giờ nhận ánh sáng mặt trời mỗi ngày. Ngoài ra, các con đường năng lượng mặt trời còn có thể sạc điện cho các loại xe điện thông qua các trạm sạc. Một tiện ích khác phải kể đến là nó có đèn LED thay thế các biển báo và vạch kẻ đường. Những con đường bình thường được sơn, do đó, chúng cũng thải ra các hóa chất độc hại.
Vì vậy, trong khi cung cấp cho chúng ta các biển báo đủ ánh sáng để đảm bảo an toàn, đèn LED cũng an toàn cho môi trường. Một trong những mối quan tâm lớn của người lái xe trong mùa đông là tuyết và băng. Vì vậy, hệ thống làm tan băng tuyết bên lề đường cũng được lắp đặt. Hiện trên thế giới đã có nhiều nước khác như Trung Quốc, Pháp, Hà Lan, Hungary… xúc tiến xây dựng các con đường năng lượng mặt trời.