新知介紹

既能通車又能發電,造價昂貴的太陽能板公路是否有出路?

2017-03-03

太陽能板公路既能通車又能發電,吸引許多國家投入研究開發。法國在2016年底以520萬美元的高價,於西北部的小鎮舖設了一公里長的太陽能板公路。雖然是利用現成的公路建設,但太陽能板公路的造價卻很昂貴,未來發展性如何,本文為您詳細介紹。

本文四大重點:1. 全球首條太陽能板公路Wattway在法國上路。 2. 荷蘭的Solaroad與美國的SolarRoadways。3.太陽能板公路的優點不少,但造價昂貴是主要問題。4.在充滿陽光又需要綠能的台灣,我們適合發展太陽能板公路嗎?

 

1.全球首條太陽能板公路Wattway在法國上路

法國西北部諾曼第大區奧恩省的小鎮圖爾夫爾(Tourouvre)或許不是法國陽光最充足的地方,但當地陽光肯定可以為小鎮帶來最多的燈光。

2016年12月,法國環境部長賀雅(Ségolène Royal)在圖爾夫爾鎮啓用了世界第一條太陽能板公路Wattway。Wattway是一條長1公里的試驗公路,由法國環境部資助,法國營造巨頭「布依格」集團旗下的寇拉斯工程公司(Colas)負責建造,在面積2,800平方公尺(約6.7個籃球場)的路面上鋪設了2,880塊太陽能板。Wattway每天約有2,000名駕駛者經過,估計平均每天的電力輸出為767 kWh(夏季甚至可達到每日1500 kWh),每年可以產生280 MWh的電力,產生的能源足夠運行圖爾夫爾鎮的所有路燈。

太陽能板公路是法國「Positive Energy」計畫的一部分,是利用既有的公路建設發電,不需要新土地或新房舍。由於公路上有車的時間平均僅約占20%,因此其餘時間可以讓太陽能板公路吸收陽光儲能。理論上只要鋪上25萬平方公里的太陽能板公路,法國的能源就可以自主。太陽能板公路的資金是向石化燃料業者增稅而來,該計畫初期工程將在西部布列塔尼半島和南部馬賽市進行,預計2021年前會將太陽能板安裝在1000公里(621英里)的公路上,產生的電力可以提供法國人口的8%,約5百萬人使用。

 

 

2.荷蘭的Solaroad與美國的SolarRoadways

除了法國舖設全球第一條太陽能板公路外,由於騎自行車在荷蘭是一個非常受歡迎的活動,因此荷蘭於2014 年在北部的Krommenie打造了全長70公尺的太陽能板自行車道Solaroad,成為第一個鋪設太陽能板自行車道的國家。

Solaroad是在兩條自行車道中的其中一條裝設太陽能板,一年可以產生超過3000 kWh的能源,足以提供3個家庭一年所需的電力。整個Solaroad的檢測時間需要3年,但在開幕一個月後就因為冬天惡劣的天氣造成Solaroad的頂層折斷,一部分的路徑不得不關閉。幸好後來負責該計畫的TNO公司工程師們研究出可以抵禦惡劣天氣的材料,因此不久後SolaRoad又重新開放,並且在運行六個月期間內吸引了超過15萬人在上面騎車。

 

solaroad

(圖片擷取:SolaRoad)

 

相較於荷蘭,在美國民眾使用自行車通勤的機率只有1%,因此太陽能板車道的計畫仍以公路為主。

Solar Roadways是位於愛達荷州的公司,由Scott 及 Julie Brusaw這對夫妻於2006年創立。公司的產品SolarRoadways®(SR)是一種環保材質、可以回收的太陽能板,由特殊配置的鋼化玻璃製成,可以承受卡車的重量及磨耗。當有行人或動物穿越道路時,特殊的感壓裝置還能讓路面發亮,提醒駕駛人注意前方路況。

SolarRoadways®的面板包含LED燈,有5種顏色,可以用來顯示公路標線和標誌,不需要用油漆在路面畫線。面板也包含加熱元件,具備發熱功能,會在冬天時提升路面溫度,融化路面結冰,有效防止路面積雪,還可以節省清掃的時間及人力。面板具有微處理器,資訊可以彼此聯結,並與中央控制站和車輛聯繫。當面板有損壞時,資訊聯結會中斷,中央控制站便會發現並且派人前往維修,在幾分鐘內迅速更換新面板。中央控制站也可以依現場的狀況切換面板LED燈的顯示模式,將地面標線改為臨時的籃球場或其他活動空間,以提高空間的使用效率及應變機制。

 

 

Solar Roadways的目標是要取代傳統瀝青道路,建造一條可以產生能源並且聰明的公路。該公司獲得美國運輸部共160萬美元的資金從事太陽能車道和停車場的建造,用太陽能為電動車充電。Solar Roadways還透過 Indiegogo成功籌資220萬美元,計畫將SR太陽能板舖設於號稱世界上最具代表性,有「美國大街」之稱的66號公路,希望它能產生足夠的能源為休息站提供電力,這將會是第一個把太陽能板舖設在高速公路上的計畫。

 

solar_roadways

圖說:Solar Roadways的太陽能停車場

(圖片擷取:Greenrvlife.com)

 

3.太陽能板公路的優點不少,但造價昂貴是主要問題

太陽能板公路鋪設於現有的道路上,雖然節省空間又環保,但造價非常昂貴,是否值得建造,一直有不同的意見。

以法國的Wattway為例,它的太陽能板不到一厘米厚,以多晶矽製成,在極度脆弱的太陽能電池表面,覆蓋上以樹脂與聚合物組成的5 層基板,使太陽能板因此變得堅固,足以抵禦包括卡車在內等所有類型交通工具的垂直壓力,而且重型防滑設計也能減少車禍的發生。建造商Colas 宣稱只要215平方英呎的Wattway,就足夠產生一個法國家庭一年所需要的能源,而且Wattway 太陽能板公路的壽命與一般公路差不多,若在車流量不高的地區,公路壽命甚至可以達到20 年。

Solar Roadways則列舉出它的太陽能板公路多達20個項目的特色,並且與一般瀝青、水泥公路作比較。瀝青公路僅具有3項基本的道路行駛、停泊及痕跡功能,而水泥公路則多了一項不會在高温下軟化的功用。

SR太陽能板公路除了具備前述幾項功能外,還具有諸如生產能源、智慧連線、LED標示、融化冰雪、防止坑洞、保護動物、迅速維修、不須劃線、道路美化、道路偵測、自行發電、電動車充電、儲水排放、管線收藏、緊急警示,以及技術擴充等十多項優點。

 

compare

圖說:SR太陽能板公路與一般瀝青與水泥公路路面的比較

(圖片擷取:SolarRoadways)

 

與傳統的瀝青、水泥公路相較,太陽能板公路雖然具有非常多的優點,但造價卻相對偏高。以法國Wattway為例,一公里的成本為500萬歐元,而荷蘭的SolaRoad 70公尺的建造成本約300萬歐元,美國的SolarRoadways®若要在全美大規模鋪設,可能須花費56兆美元,均高於普通的瀝青、水泥公路。

太陽能板公路的發電成本也偏高,每度電約17歐元 (約新台幣578元),是一般屋頂太陽能面板發電成本1.3歐元 (約新台幣44元) 的13倍。而且屋頂的傾斜角度比公路的平面更容易抓住太陽的光線,所以太陽能板公路的發電效能會低於屋頂太陽能面板。但法國再生能源機構SER表示,太陽能發電成本在2009年到2015年間已經下跌了60%,Colas也預期太陽能發電成本在2020年前就會變得有競爭力,屆時太陽能板公路發電成本偏高的現象就會逐漸消失,成為被大眾所接受並且普遍應用的乾淨能源。

 

4.在充滿陽光又需要綠能的台灣,我們適合發展太陽能板公路嗎?

台灣的氣候炎熱,並且地狹人稠,電力供應經常處於吃緊的情況。但台灣的陽光其實非常充沛,具有發展太陽能光電的條件。只是依經濟部能源局電力供需的統計,105年1-11月台電與民營電廠的太陽能光電發電量合計僅占總發電量的0.42%,比例非常低。所幸台電預計未來4年內會大力投資太陽能光電與風電,其中太陽能光電將投入70億元,應該可以有效提升太陽能光電的發電比例。

台灣太陽能光電的設施以屋頂型、地面型,以及整合型太陽能光電為主,如果要發展太陽能板公路,依交通部統計處104年比較台灣與主要國家的道路密度顯示,台灣的道路密度約1.1 (公里/平方公里),法國約1.8,而美國只有0.7。所以如果歐美國家能發展太陽能板公路,則台灣也應有很好的發展條件。加上台灣的陽光充沛,太陽能板公路發電的效能一定會比歐美更好,所以我們應該著手研究在台灣舖設太陽能板公路的技術,讓台灣也能早日擁有既能通車,又能發電的「陽光大道」。

 

 

參考資料:

1.World first solar panel roadway opens in French town

2.France Is Paving More Than 600 Miles of Road With Solar Panels

3.Looking at the Dutch Solar Bike Path After One Year

4.solarroadways.com

5,The idea of solar panel roads is an idea that just won’t go away, but should it?

6.綠能建設,政院4年擬砸4,200億

 

推薦閱讀

1.瑞典啟用全球首座「電力高速公路」,台灣適用嗎?

2.太陽能「板」過時了!Elon Musk用太陽能「屋頂」打造綠能平台

3.靠太陽能真的會賺錢嗎?Elon Musk佈局綠能的3大挑戰

上一篇
下一篇

相關文章

Bitnami