Умное шоссе и умная дорога — термины для различных предложений по включению технологий в строительство дорог для генерации электроэнергии из солнечной энергии, для улучшения функционирования автономных автомобилей, для управления светофорами и уличным освещением, а также для мониторинга состояния дорожного покрытия, интенсивности движения и скорости автомобилей.
Умное шоссе следует отличать от интеллектуальной транспортной системы. Термин "интеллектуальные транспортные системы", как правило, относится к использованию информационных и коммуникационных технологий в области автомобильного транспорта, инфраструктуры, транспортных средств, в управлении движением и взаимодействии с различными видами транспорта, а не к инновациям в сфере строительства дорожного полотна.
Фотоэлектрические покрытия Фотоэлектрические покрытия представляют собой форму покрытия, которая генерирует электроэнергию путём сбора солнечной энергии при помощи фотогальванических элементов. Фотоэлектрические панели могут быть установлены вместо обычного бетонного или асфальтового покрытия на дорогах, парковочных местах и пешеходных дорожках. Электроэнергия, вырабатываемая такими панелями, используется для питания светодиодных ламп для создания динамичной дорожной разметки или демонстрации предупреждающих сообщений, для питания нагревательных элементов для очистки дорог ото льда и снега, а также для подзарядки аккумуляторов электромобилей, проезжающих по панелям.
В 2013 году студенты из Института солнечной энергетики при Университете Джорджа Вашингтона установили солнечные панели, разработанные компанией , на пешеходной дорожке. Разработка получила название "Solar Walk".
С 2009 по 2014 годы в Нидерландах разрабатывалась велодорожка с интегрированными солнечными батареями. Проект, разработанный Нидерландской организацией прикладных научных исследований и компаниями и , получил название SolaRoad. Длина построенной дорожки составила 72 метра. Электроэнергия, вырабатываемая ею, может быть использована для уличного освещения, подзарядки электромобилей и других нужд. Поверхность дорожки представляет собой сборные панели размером 2,5 на 3,5 метра и толщиной один сантиметр, сделанные из закалённого стекла, под которыми располагаются собственно солнечные батареи. Дорожка способна выдержать вес 12-тонного грузовика.
В 2014 году на краудфандинговой платформе Indiegogo был запущен проект Solar Roadways, собравший более двух миллиардов долларов США. По состоянию на 2018 год реализация проекта ограничилась небольшим участком дороги, оснащенным фотоэлектрическими панелями, в американском штате АйдахоFollowing the Solar Brick Road singularityhub.com.
В Южной Корее построена автострада, между полосами которой расположена велосипедная дорожка с крышей, выполненной из солнечных батарей.
Недостатки дорог с фотоэлектрическими покрытиями Фотоэлектрические дорожные покрытия менее производительны, чем более традиционные формы солнечной энергетической инфраструктуры, поскольку панели невозможно расположить под углом к солнцу, требуется более толстое стекло для выдерживания веса транспорта, а также отсутствует охлаждение панелей.
Открытая в декабре 2016 года экспериментальная дорога во французской Нормандии длиной 1 километр, которая являлась самой длинной дорогой с фотоэлектрическим покрытием в мире, к августу 2018 года пришла в негодность. Она вырабатывала половину от ожидаемой мощности, создавала дополнительный шум от движения и значительно разрушилась за два года.
Беспроводная зарядка автомобиля Умная дорога с установленными под дорожным покрытием полосами, состоящими из катушек индуктивности, позволяет заряжать электромобили во время движения. Когда автомобиль проезжает над катушкой, электрическая энергия бесконтактно передаётся с помощью электромагнитного поля, а наведённый электрический ток во вторичной катушке используется для зарядки аккумулятора.
Система Online Electric Vehicle (OLEV), разработанная KAIST (Корейским институтом передовых технологий), представляет собой транспортное средство, работающее при помощи электромагнитной индукции. Электрические силовые полосы, включающие в себя катушки индуктивности, были установлены на 15 см под дорогой. Благодаря бесконтактной магнитной индукции, транспортное средство может приводиться в движение этой энергией или заряжать свой аккумулятор. По оценке министерства науки и ИКТ Республики Корея, коммерциализация технологии оказалась безуспешной.
Дорожная разметка
Концепция «Smart Highway», разработанная компаниями Studio Roosegaarde и Heijmans в Нидерландах, включает в себя использование фотолюминесцентной краски для дорожной разметки, которая поглощает свет в течение дня, а затем светится вплоть до 10 часов. В апреле 2014 года пилотный участок шоссе с таким покрытием был официально открыт в Брабанте, однако уже через две недели краска перестала светиться из-за повреждений от влаги.
Кроме того, студия Roosegaarde предложила термочувствительную версию своей фотолюминесцентной краски, которая будет испускать свет при опускании температуры ниже нуля, и поэтому может использоваться для предупреждения о замерзании.
Защита от мороза и таяния снега Снегоплавильная установка, нагревающая дороги и тротуары и работающая с помощью электричества или горячей воды, может быть установлена в различных местах. Компания Solar Roadways предложила использовать для борьбы со снегом фотоэлектрические дорожные панели, поскольку панели уже имеют электрические соединения для сбора солнечной энергии.
Технология Interseasonal Heat Capture, разработанная лондонской компанией ICAX Limited, собирает солнечную энергию в тепловых аккумуляторах и использует ее для нагрева дорожного покрытия и предотвращения образования льда на асфальте.
См. также Автопилот Умный город Платунинг
Примечания
Категория:Транспортная инфраструктура Категория:Солнечная энергия Категория:Умный город