جاده های هوشمند با صفحات خورشیدی

صفحات خورشيدي سال‌هاست كه روي پشت‌بام منازل و بخصوص مراكز تحقيقاتي رو به آسمان قرار گرفته‌اند تا سهمي هرچند اندك، در توليد انرژي‌هاي پاك روي زمين داشته باشند، اما و در قالب ايده‌اي جديد و بي‌سابقه تلاش شده است تا با تغييراتي در فناوري ساخت اين صفحات، از آنها در جاده‌ها و خيابان‌ها نيز استفاده شود.

 اين ايده گرچه در ابتدا تا حد زيادي فانتزي و دور از دسترس به نظر مي‌رسيد، اما اكنون به واقعيت تبديل شده تا آنجا كه پيش‌بيني مي‌شود در دهه آينده در بسياري از كشورهاي جهان نسل جديدي از سيستم جاده و خيابان‌كشي تحت عنوان جاده‌هاي خورشيدي به كار گرفته شود كه در آن صورت حتي تخمين زده مي‌شود كه تحولي بنيادين در طراحي و به كارگيري تابلوهاي كنار جاده و سيستم‌هاي هشدار‌دهنده نيز ايجاد شود. جاده‌هايي كه با تكيه بر اين ايده جديد ساخته مي‌شوند، نه‌تنها خورشيدي بوده و انرژي تابشي خورشيد را جذب مي‌كند، بلكه با تكيه بر سيستمي كاملا هوشمند نقش قابل توجهي در كمك به حفظ گونه‌هاي جانوري و محيط زيست زمين خواهد داشت، اما چگونه؟

در اين راستا محققان شركتي در آمريكا موسوم بهSolar Roadways دست به كار شده و براي تحقق اين ايده و در عين حال تجاري‌سازي آن، وارد عمل شده‌اند. آنها طراحي صفحات خورشيدي مخصوصي را آغاز كرده‌اند كه از قابليت‌هاي گوناگوني برخوردار است. اين صفحات ضمن آن كه بايد از توان بالايي در تحمل فشار ناشي از حركت خودروهاي سبك و سنگين برخوردار باشند، بايد حجم قابل توجهي از پرتوهاي خورشيدي را جذب و به انرژي الكتريكي تبديل كنند. در حقيقت اين دو خصوصيت اصلي به عنوان خط‌مشي اصلي دانشمندان در اين پروژه جديد دوستدار محيط زيست بوده است. در فناوري نويني كه محققان اين شركت روي آن كار مي‌كنند صفحات خورشيدي ويژه‌اي ساخته مي‌شود كه انرژي خورشيدي ذخيره شده در آن قابليت تبديل به انرژي الكتريكي و استفاده‌هاي تجاري و مسكوني را دارد. تركيب اين صفحات با ساختار سنتي آسفالت مهم‌ترين مانع جدي در برابر دانشمندان اين پروژه بوده است، اما نكته خيره‌كننده اين است كه محققان توانسته‌اند فناوريLED را نيز با اين ايده درآميخته و نسل كاملا جديدي از جاده‌ها را ارائه كنند. صفحات خورشيدي كه براي اين منظور ساخته مي‌شود دربرگيرندهLED ‌هايي هستند كه همچون علائم هشداردهنده به كمك رانندگان مي‌آيند. اينLED ‌ها در شب هنگام از كارايي بيشتري برخوردار هستند و اين زماني است كه با نمايش علائم هشداردهنده در كف جاده، راننده را از وضعيت پيش رو مطلع كرده و در عين حال ضريب خطاهاي وي را به هشدارهاي متناوبي كه نمايش مي‌دهد به حداقل مي‌رساند. استفاده تركيبي ازLED ‌ها در اين فناوري نوين به نوعي موجب رنگ‌آميزي ديجيتالي جاده‌ها نيز مي‌شود و اين امكان را براي كارشناسان فراهم مي‌كند تا در هر نقطه‌اي كه نياز باشد، علائم هشداردهنده را به اطلاع رانندگان برسانند.

يكي ديگر از مزاياي اين فناوري نوين، توجه به حيات وحش اطراف جاده است. همه ساله شمار قابل توجهي از احشام وحشي در حالي كه از جاده‌ها عبور مي‌كنند قرباني برخورد شديد با خودروهاي عبوري مي‌شوند. در صورت توسعه اين فناوري نوين، اين مشكل براي هميشه برطرف مي‌شود چون محققان با استفاده از حسگرهايي مخصوص اين صفحات را به گونه‌اي ساخته‌اند كه به راحتي احشام در حال عبور را تشخيص داده و در چنين حالتي علائم هشداردهنده‌اي را منتشر مي‌كند كه حتي در شب‌هنگام نيز به راحتي قابل رويت است، اما اين پايان جاه‌طلبي محققان در چنين پروژه‌اي نبوده است. آنها به دنبال ارائه فناوري‌اي بوده‌اند كه سهم جاده در تصادفات رانندگي و تلفات جاده‌اي را به حداقل برساند. از اين رو در دل روكش اين آسفالت جديد المنت‌هاي حرارتي را جاسازي كرده‌اند كه در زمان بارندگي و احتمال ايجاد لايه يخ روي جاده، از هر گونه يخ‌زدگي سطح آن جلوگيري مي‌كند. اين ايده در حالي در اين فناوري به واقعيت تبديل مي‌شود كه در فصول سرد سال ازجمله زمستان كه بارش برف و باران و احتمال يخ‌زدگي معابر به طرز قابل توجهي افزايش پيدا مي‌كند، احتمال وقوع تصادفات مرگبار نيز بيشتر مي‌شود، اما با استفاده از اين فناوري نوين، رانندگي در زمستان بسيار دلپذيرتر از گذشته مي‌شود. كارشناسان بر اين باورند كه اين تلاش آغازي اميدواركننده براي تحقق ايده جاده‌هاي هوشمند در آينده‌اي نه‌چندان دور است. پيش‌بيني مي‌شود در آينده‌اي نه‌چندان دور بسياري از جاده‌ها و خيابان‌ها در كشورهاي مختلف جهان به لطف استفاده از فناوري‌هايي همچونLED ‌ها و حسگرهاي هوشمند به معابر تردد هوشمند تبديل شوند.

اما توسعه اين فناوري با اين هدف كه تصادفات و تلفات جاده‌اي به حداقل خود برسد بخشي از هدف اصلي محققان از انجام چنين تلاش‌هايي را تشكيل مي‌دهد. به عقيده آنها جايگزين ساختن آسفالت جاده‌ها با اين صفحات خورشيدي جديد مي‌تواند گام جدي به سوي مقابله با تغييرات جوي و گرم‌تر شدن زمين باشد. در صورتي كه اين فناوري به سرعت توسعه پيدا كند، آنگاه نسل آتي خودروهاي سبك و سنگين برقي اين مي‌توانند با تكيه بر برق توليد شده در اين جاده‌ها به حركت خود ادامه دهند و در نتيجه حجم قابل توجهي از آلايندگي‌هاي ناشي از سوخته شدن سوخت‌هاي فسيلي از بين مي‌رود.

يكي از مهم‌ترين موانع در سر راه عمومي‌سازي خودروهاي برقي، محدوديت‌هاي حركتي آنها بوده است. اين خودروها معمولا پس از يك يا 2 ساعت به شارژ مجدد نياز پيدا مي‌كنند كه اين مسأله بسياري از رانندگان را در استفاده اين خودروها دچار ترديد مي‌كند. اما با استفاده از جاده‌هايي كه از اين صفحات خورشيدي ساخته مي‌شوند، خودروها را مي‌توان به عنوان وسايل حمل و نقل مطمئن در مسافرت‌هاي طولاني‌مدت استفاده كرد. پيش‌بيني شده است براي جايگزين ساختن تمام جاده‌هاي كشوري همچون آمريكا با اين صفحات جديد به 5 ميليارد صفحه خورشيدي 12 اينچ در 12 اينچ نياز است. اين رقم گرچه در نگاه نخستين بسيار بزرگ و تا حدودي دور از دسترس به نظر مي‌رسد، اما در صورت تحقق مي‌توان به خوبي پيش‌بيني كرد كه حمل و نقل جاده‌اي با تحولي بنيادين همراه خواهد شد. به تازگي بودجه تحقيقاتي قابل توجهي از سوي دولت آمريكا در اختيار محققان اين شركت گذاشته شده است تا نمونه‌هاي اوليه اين فناوري را توليد و در مناطق مختلف جاده‌اي مورد آزمايش قرار دهند.

گذشته از همه اين نكات، پيش‌بيني محققان بر اين است كه همپاي توسعه فناوري ساخت خودروهاي سبك و سنگين، بازنگري در فناوري طراحي و توليد پوشش‌هاي جاده‌اي و خياباني نيز به يك بايد تبديل شده است. جاده‌هايي كه به صورت كاملا هوشمندانه خود را از گزند يخ‌زدگي مصون نگاه مي‌دارند و همچنين عبور حيوانات وحشي را از روي سطح خود تشخيص مي‌دهند، شروعي اميدواركننده براي تحقق اين «بايد» به شمار مي‌رود.

منبع‌: Gizmag -زهرا شفاعت