فناوری جاده‌های هوشمند با استفاده از سلول‌های خورشیدی نانوساختاری

نویسندگان

1 استادیار دانشکدة مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران

چکیده

انرژی­های تجدیدپذیر جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی هستند. جاده­های خورشیدی زیرساختی برای بزرگراه هوشمندند که شبکة برق غیرمتمرکز خودکفا و ایمن ایجاد می­کنند و شرایطی برای کاربردهای مختلفی از فناوری­های مورد استفاده در جاده­ها برای تولید انرژی از طریق خورشید به‌وجود می‌آورند که از آن جمله می­توان به بهبود بهره‌برداری از خودروهای خودکار، تأمین روشنایی، نظارت بر وضعیت جاده‌ها و جز این‌ها اشاره کرد. جادة هوشمند از یک سری پنل­های خورشیدی تشکیل شده است که از لحاظ ساختار مهندسی شده است و با حرکت و ضربه روی آن انرژی تولید می­شود. در این جاده­ها از اثر فتوولتائیک، ال. ای. دی. ها[i] و تراشه­های ریزپردازنده استفاده می­کنند. از جمله ترکیبات جدیدی که امروزه در ساخت سلول­های فوتوولتایی استفاده می شوند، انواع نانوساختار‌های کربن هستند که به‌دلیل خواص نوری، فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردشان به‌عنوان موادی ارزان و پاک برای تولید انرژی پیشنهاد می­شوند. جاده­های خورشیدی مزایای متعددی دارند که از جمله می­توان حفظ حیات وحش، کاهش گازهای گلخانه­ای، حفظ محیط زیست و اقلیم زمین، اجرای قوانین و تشخیص نحوة رانندگی در شرایط اختلالات روحی و ذهنی[ii] را نام برد. در این مقاله، مروری بر سلول­های خورشیدی و پیشینة جادة خورشیدی داشته و سپس به ساختارها، مزایا، کاستی­ها و چالش­های موجود پرداخته می­شود.



[i]. LEDs


[ii]. driving under the influence (DUI)

کلیدواژه‌ها


[1] A. Mehta, N. Aggrawal, A. Tiwari, Solar Roadways-The future of roadways, International Advanced Research Journal in Science, Engineering and Technology (IARJSET), Vol. 2, Special Issue 1, pp. 161-163, May 2015.

[2] A. A. Kulkarni, Solar Roadways, Rebuilding our Infrastructure and Economy, International Journal of Engineering Research and Applications, Vol.3, Issue 3, pp.1429-1436, May-Jun 2013.

[3] A. J. Renoald, V. Hemalatha, R. Punitha, M. Sasikala, M. Sasikala, Solar Roadways-Rebuilding our Infrastructure and Economy, Int. Journal of Electrical and Electronics Research, Vol.4, Issue 2, pp.14-19, April-June 2016.

[4] J. Chaname, the Power of the Sun Gods: Future of Solar Energy, UC Merced Undergraduate Research Journal, Vol. 8, No. 2, 2016.

[5] S. Gh. Ihn, K. Sik Shin, Mi. Jin Jin, X. Bulliard, et al., ITO-free inverted polymer solar cells using a GZO cathode modified by ZnO, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 95, pp. 1610–1614, 2011.

[6] Er. R. Ranjan, Solar Power Roads: Revitalising Solar Highways, Electrical Power and Smart Grids, Int. Journal of Engineering Research and General Science, Vol. 3, Issue1, pp. 380-385, Jan.-Feb. 2015.

[7] A. Northmore, S. Tighe, Innovative Pavement Design: Are Solar Roads Feasible?, In Conference of the Transportation Association of Canada Fredericton, New Brunswick, 2012.

[8] B. Hartwig, Solar Roadways: The Future We has Been Looking For, University of Southern California, September 6, 2014.

[9] P. Harrop, Solar roads find many uses, Electricity+Control, April 2016, pp. 46-7.

[10] IDTechEx Research, World’s first ever public installation of Solar Roadways! Oct 2016, http://www.cityofsandpoint.com/visiting-sandpoint/solar-roadways.

[11] World's First Solar Road Opens in France, https://www.cnet.com/news/worlds-first-solar-road-opens-in-france (accessed 02/08/2017).

[12] P. Oad, A. Kumar, S. L. Kajewski, Innovative Technologies in Road Sector, In the Eighth International Conference on Maintenance and Rehabilitation of Pavements, Singapore, July 2016, pp. 765-773.

[13] M. Randelhoff, Solarautobahnen: stromerzeugende Straßen aus Glas und Solarzellen, at: http://www.zukunft-mobilitaet.net/2496/umwelt/solarautobahnen-stromerzeugende-strassen-scott-brusaw-glas-und-solarzellen (accessed 5/2/2017).