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一輛卡車輪胎支撐著36,300公斤的載荷，日復一日地反覆碾壓美國交通部（DoT）弗吉尼亞州測試機構的一段18米長的道路，里程錶上累積了483,000公里。目標是徹底挑戰任何新的鋪路技術，並觀察路面能承受多久。現在想象一下在下面放置一塊太陽能電池板。
這正是位於愛達荷州薩格勒的太陽能公路公司（Solar Roadways）的斯科特·布魯索（Scott Brusaw）希望在明年二月做的事情。這位電氣工程師目前正在努力建造他的所謂“太陽能路面板”的原型，這得益於美國交通部提供的10萬美元小企業合同的幫助。
布魯索說：“我們正在建造可以在其上行駛的太陽能電池板。” “事實上，它正在發電意味著隨著時間的推移，它可以為自身買單，而不是像瀝青那樣。”
僅在美國國家公路系統就有大約26萬公里的道路，州際公路、郊區幹道和鄉村道路還有數千公里。所有這些瀝青是否可以用太陽能技術取代，同時兼作國家的電網？
實現這一目標的關鍵將是玻璃：太陽能路面板原型由1,024個模組組成——每個模組包含一個太陽能電池、一個發光二極體，以及未來用於儲存的超級電容器——夾在尚未開發的玻璃層和導電材料層之間。“沒有人嘗試過長期在玻璃上駕駛，”布魯索說。
除了需要強度外，這種玻璃還需要紋理化，以允許輪胎抓地和排水。它還將嵌入加熱元件——就像汽車的後擋風玻璃一樣——以融化冰雪。並且它需要具有自清潔功能，以應對源源不斷的輪胎以及灰塵、汙垢和其他高速公路碎屑的磨損。 不用說，這種玻璃尚不存在，但布魯索希望與賓夕法尼亞州立大學材料研究所的研究人員合作開發它。
賓夕法尼亞州立大學的材料科學家、玻璃專家約翰·海爾曼（John Hellmann）說：“理論上，玻璃可以具有非常高的強度，前提是沒有缺陷。” 但是“你能保持適當的光學特性以將光線傳輸到光伏[光伏電池，或太陽能電池]並仍然不會因交通車輛的行駛而風化或改變嗎？……我們為結構應用製造了一些非常優質的玻璃，但我們沒有在上面駕駛卡車。”
密蘇里科技大學的材料科學家理查德·布勞（Richard Brow）補充說，工程挑戰是巨大的，他也是一位玻璃專家。但是，可以透過使用特殊的加熱技術壓縮玻璃表面，或者在分子水平上交換玻璃本身中的離子來增強玻璃的強度。這種增強型玻璃比傳統品種強10倍，例如，用於智慧手機中，以承受發簡訊的壓力。“你能從青少年的拇指跨越到卡車嗎？這是一個很大的飛躍，但10年前，我們不認為你可以製造一塊15微米的玻璃用於PDA中相對粗糙的操作，”布勞說。
玻璃已被用於建造人行天橋，例如華盛頓州塔科馬的奇胡利玻璃橋。布勞補充說，已經為光伏產業開發了具有更高韌性的新型玻璃陶瓷複合材料——但這可能會提高最終面板的價格。
與此同時，布魯索正在花費交通部的4萬美元來建造一個由今天可以購買的化學強化玻璃面板製成的原型。他將嘗試各種型別的太陽能電池，從薄膜到傳統單晶矽光伏電池，並且他將嘗試在透明度之間取得適當的平衡——以便面板能夠每天至少提供數千千瓦時的電力——以及道路抓地力紋理，這將阻擋一部分光線。他指出：“如果你有完全透明的玻璃，你就能獲得完美的光伏效率。但是（使用）完全光滑的玻璃，每個人都會滑出路面。” “玻璃製造商可以在玻璃上切割出艙口式圖案的凹槽。我們將嘗試各種方法，看看哪種方法能經久耐用。”
成本將是一個因素：“開發一種可以在高速公路快車道上使用的玻璃的成本？在三到五年內需要1500萬到2500萬美元，”布魯索說。“大規模生產的成本？大約每平方英尺1美元。” 目標是生產一塊12英尺乘12英尺的面板，成本為10,000美元，每天能夠產生7,600瓦時的電力； 根據能源資訊署的資料，大約需要六塊面板才能滿足一個美國家庭的平均用電量，即每月936千瓦時。*
除了需要一種尚未發明的玻璃形式外，太陽能公路還需要某種形式的儲能能力——無論是電池還是某種尚未開發的超級電容器。目標是建立一個橫跨全國的高速公路系統，該系統也可以充當國家電力發電機和電網。 布魯索估計，如果與夜間發電的風力渦輪機配對，用他的太陽能公路取代國家高速公路可以消除對化石燃料發電廠的需求。 “根據我的計算，在15%的效率[來自光伏電池]下，我們產生的電力是我們有史以來產生的三倍以上，”他說。 即使汽車不斷地在路面上投下陰影，以及其他挑戰，“我們認為我們可以生產足夠的電力來滿足國家的能源需求，”他補充道。
其他公司，例如英國的隱形供暖系統公司（Invisible Heating Systems），已經開發出使用嵌入式水管來收集美國道路上充足的陽光能量的道路。
太陽能公路還將提供嵌入式LED來照亮道路並顯示資訊，無論是實際的交通指示，例如車道標記，還是諸如“減速”之類的訊息。而且，如果電動汽車變得流行，那麼供電路面也可以在安裝此類面板的任何地方提供充電站。
布魯索的水晶願景的第一次測試將是在2010年2月12日將原型交付給交通部時。交通部的挑戰之後將是發明家用鎬、大錘以及，取決於原型的堅固程度，槍支進行的一些耐久性測試。然後是停車場，也許是快餐店。“停車場比直接上高速公路要好得多，”布魯索說。“你有慢速、輕型車輛。在進入快車道之前，我們可以在那裡吸取所有教訓。”
*此句子已更改為反映面板的實際功率輸出，單位為瓦時，而不是最初撰寫的千瓦時。