Với tên gọi Wattway, đây là dự án thí điểm đầu tiên trên thế giới nhằm phát triển một công nghệ mới về năng lượng tái tạo: đường giao thông được phủ đầy các tấm pin quang điện có khả năng chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Trong bối cảnh Pháp đang tham gia vào quá trình chuyển đổi năng lượng, thì đây là một dự án đầy hứa hẹn, giúp chuyển đổi mạng lưới đường giao thông thành nguồn cung cấp năng lượng tái tạo. Và sau một năm, giờ là lúc đánh giá hiệu quả của dự án.

Đoạn đường năng lượng mặt trời được thử nghiệm tại Pháp

Các con đường sẽ sản xuất điện?

Dự án con đường quang điện này được đưa ra nhằm giúp giải quyết những thách thức mới trong quá trình chuyển đổi năng lượng của Pháp. Một trong những cam kết của Pháp là tăng 70% công suất năng lượng tái tạo trong thập niên tới. Để đạt được mục tiêu này, Pháp cần phát triển các công nghệ mới. Và Dự án Wattway chính là chìa khóa giúp xây dựng những con đường trong tương lai, có khả năng sản xuất ra điện nhờ tia nắng mặt trời.

Với sự hợp tác của Viện Năng lượng mặt trời Pháp (Ines), trong nhiều năm qua, Colas - một công ty Pháp chuyên về cơ sở hạ tầng và là một thành viên của Tập đoàn Bouygues, đã nghiên cứu phát triển một loại lớp phủ mặt đường có chứa các tế bào quang điện. Bên cạnh đó, những tấm pin quang điện này có thể gắn trực tiếp lên bề mặt đường mà không cần phải xây dựng lại cơ sở hạ tầng. Và lượng điện sản sinh ra được hòa ngay vào lưới điện địa phương.

Lớp phủ mặt đường này có độ dày chỉ một vài milimet, được làm từ một lớp màng mỏng silicon đa tinh thể có chứa các tế bào quang điện nằm cách nhau 15cm. Một trong những kỹ sư của Công ty Colas cho biết, những tấm năng lượng Wattway được bao bọc trong một lớp nền bằng nhựa đường và polymer, đủ trong để hấp thu tốt ánh sáng mặt trời và đủ bền để chịu được trọng lượng của xe hạng nặng, trong khi vẫn đảm bảo được độ bám dính tốt giữa lốp xe và mặt đường.

Ưu và khuyết điểm của tấm lát năng lượng

Sau nhiều năm tiến hành thử nghiệm tại các vùng Vendeée, Bouches-du-Rhoône và Yvelines của Pháp, (trong các bãi đỗ xe hay ngay các lối đi), lần đầu tiên, Công ty Colas đã lắp thử nghiệm tấm phủ quang điện trong điều kiện sử dụng thực tế: 1km đường liên tỉnh được phủ bằng các tấm pin năng lượng mặt trời Wattway.

Đoạn đường lát pin năng lượng mặt trời này sẽ được thử nghiệm trong thời gian 2 năm. Sau nửa thời gian thử nghiệm (tính đến cuối năm 2017), các kết quả đánh giá đầu tiên cho thấy tất cả mục tiêu đều chưa đạt được. Tuy nhiên, trưởng toán thử nghiệm vẫn rất lạc quan.

Theo như dự kiến, 2.800m² mặt đường có lát tấm năng lượng mặt trời sẽ sản sinh ra 280MWh điện mỗi năm. Tuy nhiên, trên thực tế, trong 12 tháng những tấm pin chỉ sản xuất được 149,4MW điện, đạt 53% mục tiêu ban đầu. Theo các kỹ sư của Wattway, nếu các tấm pin hoạt động liên tục (do có một số tấm đã bị bong ra vì mưa bão), thì mục tiêu có lẽ sẽ đã đạt được lên tới hơn 85%.

Sự bền chắc của những tấm lát năng lượng là một trong những thành công lớn của dự án này: mặc dù có khoảng 2.000 lượt xe cộ lưu thông trên phần đường Wattway này, nhưng chỉ có 5% các tấm bị hư hỏng cần được thay thế. Mặt khác, giai đoạn thử nghiệm ban đầu này lại xuất hiện một nhược điểm không ngờ, đó là tiếng ồn.

Guy Monhee, Thị trưởng vùng Tourouvre, Pháp, cho biết: “Tôi cũng đã bất ngờ khi lái xe cán qua những tấm lát này. Điều đó đã gây ra những tiếng ồn như khi xe đang chạy trên đường có đá cuội. Tốc độ xe chạy đã phải giới hạn tới mức 70km/h vì có 3 người dân sống gần đó phàn nàn”. Để khắc phục điều này, công ty đã thiết kế tấm pin phẳng hơn để giúp làm giảm tiếng ồn. Bên cạnh đó, Công ty Colas cũng tận dụng việc thiết kế phiên bản mới cho tấm lát quang điện để cải tiến thêm một số tính năng khác. Và trên thực tế, Colas đã phát hiện ra rằng, các tấm pin mặt trời của họ nhanh chóng bị bám bẩn bởi cát bụi và giảm thu năng lượng khi mặt trời lặn.

Ban quản lý Dự án Wattway cho biết, dự án này đã được thử nghiệm tại 13 địa điểm trên toàn thế giới. Họ cũng hy vọng có thể thương mại hóa công nghệ này vào đầu năm 2019.

Đường cao tốc năng lượng mặt trời đầu tiên tại Trung Quốc Các công nhân đang xây dựng đường cao tốc năng lượng mặt trời tại Tế Nam ngày 13-12-2017 Trung Quốc là quốc gia đầu tiên xây dựng thành công đường cao tốc năng lượng mặt trời. Con đường quang điện này có chiều dài 2km, được đầu tư xây dựng bởi Tập đoàn Phát triển giao thông Qilu và sẽ sớm được mở cửa lưu thông tại thành phố Tế Nam, thủ phủ của tỉnh Sơn Đông, miền Đông Trung Quốc. Ông Zhang Hongchao, giáo sư tại Viện Kỹ thuật giao thông vận tải thuộc Đại học Tonji, đơn vị cung cấp các công nghệ chủ chốt cho dự án này, cho biết: “Con đường này hấp thu năng lượng từ mặt trời để chuyển hóa thành điện năng”. Sau khi một cặp vợ chồng nhà khoa học người Mỹ Brushaw đưa ra bản thiết kế về đường cao tốc năng lượng mặt trời “SolarRoadway” vào năm 2006, loại đường này đã thu hút được sự chú ý của rất nhiều quốc gia trên thế giới. Vào tháng 10-2014, tại Hà Lan, con đường quang điện đầu tiên trên thế giới đã được xây dựng. Đoạn đường này chỉ dài 70m và chỉ cho phép người đi bộ và xe đạp di chuyển trên đó. Nhưng chi phí xây dựng công trình này cũng lên tới 3,5 triệu euro... So với các con đường quang điện được xây dựng tại các quốc gia khác, thì đường quang điện tại Trung Quốc lại thực tế hơn và dài nhất thế giới tính đến thời điểm này.