Carreteras solares - “Solar Roadways”

Imaginar una carretera “inteligente“, que genere la energía necesaria para cargar vehículos eléctricos que circulen por ella, que nunca se hiele, que sea capaz de iluminar las poblaciones e industrias colindantes, etc.; esto a priori puede parecer cosa de ciencia ficción; sin embargo, podría llegar a ser una realidad gracias al proyecto Estadounidense “Solar Roadways”, el cual está basado en la creación de un pavimento especial que puede llegar a conseguir todo esto y mucho más. Este pavimento se basa en la utilización de placas fotovoltaicas modificadas para soportar el peso de los vehículos y conferir un agarre similar al del asfalto convencional. Según sus creadores, los beneficios económicos, de seguridad vial y medioambientales que generarían podrían justificar la elevada inversión que sería necesaria para llevar a cabo dicho proyecto.

Autor: [Javier Fermoso – Instituto IMDEA Energía]

Cada día la sociedad demanda medios de transporte más rápidos y eficientes que vayan en paralelo al desarrollo tecnológico actual. Sin embargo, la verdadera revolución podría estar no sólo en los vehículos, sino también en las infraestructuras. El poder imaginarse sustituir el asfalto, material que sólo se utilizan en la actualidad para soportar el peso de los vehículos que pasan por encima, por un material translucido y células solares que absorban la energía del sol e hiciesen así más eficiente los millones de kilómetros de carreteras que hay en todo el mundo podría llegar a ser una realidad. 

La idea nació en un garaje de Idaho de manos del ingeniero eléctrico estadounidense Scott Brusaw, el cual asegura guardar aún un dibujo que hizo a principios de los años 60 cuando era niño en el que ya planteaba una carretera solar. Brusaw, partiendo del cálculo realizado por el experto en energía solar del Caltech, Nate Lewis, quien estimó que bastaría con instalar en el 1,7% del territorio de los EEUU convertidores solares con una eficiencia del 10% para satisfacer la demanda energética nacional1, dice que esa misma proporción es la que cubre hoy en día la superficie asfaltada en EEUU y que es calentada a diario por el sol, esperando a que alguien encuentre la forma de aprovechar esa energía.

En 2009, Scott y su mujer, Julie Brusaw, recibieron un contrato de La Administración Federal de Transporte  para construir el primer prototipo de panel de la carretera solar. El matrimonio Brusaw, junto con un grupo de ingenieros innovadores y creativos está trabajando en un proyecto que podría literalmente cambiar el futuro del transporte. La carretera solar consiste en una serie de celdas solares (30x30cm) estructuralmente distribuidas sobre la superficie. La idea es remplazar el material asfáltico derivado del petróleo que hoy se utiliza en carreteras y calles, por estos paneles que recogen la energía del sol para ser utilizada en vehículos, hogares y empresas colindantes. El ingeniero eléctrico afirma que sus carreteras resistirán accidentes y serán inteligentes. Podrán generar calor para deshacer la nieve y enviar mensajes a los automovilistas para hacer más fluido el tráfico, así como contarán con aparcamientos y dispositivos para recargar los coches eléctricos. El objetivo final de este proyecto sería poder almacenar el exceso de energía en las carreteras o a lo largo de ellas. Esta energía renovable remplazaría la necesidad actual de utilizar los combustibles fósiles para la generación de electricidad, lo que reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero.

Cada celda individual consiste en tres capas básicas (ver Figura 1a): la primera de ellas, o capa superficial de la carretera solar, está fabricada en un material impermeable capaz de soportar grandes tonelajes en las peores condiciones, con un alto coeficiente de fricción que permita un grado de tracción de las ruedas de los vehículos similar al del asfalto convencional, y que a su vez es lo suficientemente translucido para dejar pasar la luz del sol hasta los colectores solares embebidos en el mismo, junto con sistemas de iluminación LED y elementos calefactores. La segunda capa contiene los sistemas electrónicos y las células solares, para producir electricidad para distribuir a la red eléctrica, encender los LEDs de la carretera utilizados a modo de señales de tráfico, así como para controlar los elementos calefactores cuando sea requerido por la presencia de hielo o nieve en la carretera. La última capa, se utilizaría para distribuir la energía y otros servicios, como telefonía, señal de televisión e internet. Ésta última, también sería impermeable para proteger todos los sistemas electrónicos situados encima.

Figura 1. Fotomontaje de la estructura de los paneles solares (a) y de una carretera solar (b). (SOLAR ROADWAYS)2

La posibilidad de usar la red de carreteras para la captación de energía surgió de nuevo hace dos años en la reunión de la Sociedad Internacional de Pavimentos de Asfalto.

Un estudio realizado por el Instituto Politécnico de Worcester concluyó en el gran potencial del asfalto como colector solar, y se están realizando experimentos para convertir el propio asfalto en recolector de sol y usar tuberías subterráneas para generar vapor y energía. En San Diego (California) se empiezan a ver los primeros árboles solares de la empresa Envision Solar, con la ambición de capturar hasta 17.000 horas de luz al año y propiciar a la vez sombra a ocho coches. Los árboles solares han echado ya raíces en decenas de aparcamientos como el del Laboratorio  Nacional de Energía Renovable de Golden (Colorado), donde se cuece el futuro de la energía solar, que aún no llega al 1% de los hogares en EEUU.

La idea de Brusaw, un concepto bastante más complejo hacia una senda de convergencia entre la energía, el transporte y las infraestructuras, parece que poco a poco va cuajando ya que la pasada primavera recibió más de 500.000 euros de subvención del Estado de Idaho (EEUU) para financiar un proyecto piloto para construir un parking experimental de unos 3x10m con placas solares en su ciudad, Sandpoint (Idaho, EEUU). Éste podría estar listo en poco más de un año, y según Brusaw en tres o cuatro años se podría estar construyendo las primeras carreteras solares públicas en EEUU. Brusaw asegura que su visión sería posible si se lograse fabricar estos paneles a un coste medio de 5.000 dólares. Un kilómetro de esta carretera con dos carriles en cada sentido necesitarían unos 1.100 paneles, lo que podría ser suficiente para cubrir las necesidades de electricidad de unos 250 hogares. Según sus cálculos, las placas recibirían una media de cuatro horas de luz al día y funcionarían con una eficiencia del 15%, aunque ellos esperan alcanzar niveles de eficiencia superiores al 18%.

Obviamente, fabricar paneles solares para cubrir todas las vías es más caro que asfaltarlas, sin embargo los responsables de Solar Roadways, y creadores de esta idea, creen firmemente en sus beneficios y de que no se trata de un proyecto irrealizable. Sólo se necesita voluntad política, inversión y algo de amplitud de miras. Los Brusaw sostienen que a lo largo de su vida útil las carreteras solares podrían generar ingresos suficientes para hacerlas rentables. No sólo a través de la generación de electricidad para vehículos, casas o industrias; sino incluyendo publicidad en los LEDs en zonas como los aparcamientos, o aprovechando la capa inferior para transportar cables telefónicos o de banda ancha o incluso recogiendo agua para filtrarla mediante unos canales instalados en los módulos. Sin tener en cuenta estas otras fuentes alternativas de ingresos, los responsables de Solar Roadways estiman que solo con la venta de electricidad se podría amortizar la instalación de cada panel en 20 años aunque los precios del suministro no subieran. Además, resaltan que transcurrido ese tiempo de vida de cada placa, aunque algunos de sus elementos, como las células fotovoltaicas o los LED, deberían ser repuestos, la gran mayoría se podría reutilizar.

En cualquier caso, el desarrollo de los elementos necesarios para que esta idea se convierta algún día en una realidad y se consiga generar la energía prevista necesita una enorme inversión en los próximos años. Según los Brusaw, los beneficios económicos, de seguridad vial y medioambiental que reportaría este proyecto a largo plazo compensaría la inversión realizada. El gran problema, como casi siempre, es el choque de intereses que se origina con industrias tan poderosas, no sólo económicamente hablando, como son las grandes compañías petroleras norteamericanas. Por eso hoy en día cabe preguntarse cuál es el coste que pagaremos en un futuro no muy lejano si no se invierte en este tipo de proyectos alternativos y novedosos.

Fuente: http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2013/12/26/132275

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