Kan byens veje selv lave strøm til bilerne?

Men kan trafikken måske oven i købet selv generere en del af den strøm, den har behov for?  

Bevægelse kan som bekendt generere elektricitet. Dét er et grundlæggende princip i produktionen af strøm — hvad enten det er damp fra afbrænding af gas eller vingerne på en vindmølle, der ultimativt driver den generator, som sender strøm ud i elnettet.

En elbil kan tappe strømmen og gemme den i sit batteri, og så senere bruge den til at drive bilen fremad ved hjælp af eldrevne motorer.

Når bilen bevæger sig fremad, sker der igen bevægelse. Men bilen kan ikke umiddelbart bruge sin egen bevægelse til at skabe ny elektricitet, da det ville skabe modstand. Bilen ville så at sige skulle bruge strøm til at skabe en mindre mængde strøm — et regnestykke der ikke går op.

Men bilens bevægelse manifesterer sig også et andet sted, nemlig på vejen den kører på.

Og her kommer de piezoelektriske veje ind i billedet.

Et omvendt quartz-ur

Du skal forestille dig en lille, rund sensor der kan minde om et fladt CR2032 batteri — sådan et der typisk sidder i en cykellygte. Når man trykker på sensoren, skaber den kinetiske energi en ganske lille smule strøm.

Ordet 'piezo' kommer fra græsk og betyder at trykke eller at presse — og den lille sensor indeholder et 'piezoelektrisk materiale'.   

Et af de bedst kendte piezoelektriske materialer er quartz, som man bruger i prisbillige — men præcise — ure.

I et quartz-ur sender man en ganske svag strøm igennem en quartz-krystal, og det får krystallen til at vibrere præcis 32.768 gange i sekundet. Det er en iboende egenskab i quartz, og derfor er det så velegnet til at lave ure med. Elektronikken i uret kan tælle vibrationerne i quartzen og sende en elektrisk puls ud hver gang den har talt til 32.768. Pulsen driver sekundviseren, og på den måde udnyttes materialets svingninger til en praktisk funktion.

Med omvendt fortegn kan man gøre det samme med piezoelektriske veje.

Hvis der kan skabes svingninger i en sensor i vejen ved at en bil eller lastbil kører henover sensoren og dermed presser på den, kan man udvinde en ganske svag strøm fra sensoren. 

Det er ikke meget energi én lille sensor kan omdanne til strøm, når en Toyota Aygo kører henover den — men jo flere sensorer, og jo flere biler der kører henover dem, jo mere kan der skabes.

600 husstande?

Det kan lyde som gratis elektricitet, så er det ikke bare med at komme i gang med at installere de små sensorer i alle byens bilgader?

Helt så let er det naturligvis ikke. Som med så meget andet handler det om, hvor meget man skal investere i at få et givent resultat. Med andre ord: kan det betale sig?

De første forsøg med piezoelektriske veje startede for godt 10 år siden i Israel og Holland. Og hvor de første resultater i Isreal var meget lovende, nåede man i Holland en lidt mere skeptisk konklusion.

Israelerne regnede sig frem til, at én kilometer trafikeret vej kunne skabe nok strøm til mere end 600 hustande. Hollændernes resultat var derimod, at strømmen godt nok var kraftig nok til f.eks. at drive gadens lyskurves bevægelsessensorer — men at omkostningerne ved at installere dem i eksisterende veje nok ikke stod mål med resultatet. Man lagde dog op til, at det måske kunne give et positivt afkast at installere dem i f.eks. nybyggede broer.

Siden er der kommet mere opmærksomhed omkring idéerne, og både i Storbritannien og i Californien er der de senere år sat gang i pilotprojekter, der skal teste potentialet. Og som med meget andet ny teknologi afhænger levedygtigheden af, om man kan udvikle tilstrækkeligt effektive metoder.

Senest, i 2021, har en amerikansk ph.d. studerende skabt en mere effektiv sensor, der skulle imødekomme i hvert fald en del af teknologiens største udfordring: At sensorerne genererer så lidt strøm, at der vil skulle installeres et uforholdsmæssigt stort antal i vejene for at generere en meningsfuld mængde strøm.     

I projektets konklusion lyder det blandt andet, at "det udviklede system har opnået den hidtil højest rapportede energi-densitet," og at der nu er en "lovende fremtid for at høste energi fra trafikken med piezoelektriske effekter".

Forude ligger dog stadig en videreudvikling af teknologien — og et arbejde med at sætte den i produktion — før H.C. Andersens Boulevard en dag måske selv kan generere strøm til de biler, der kører på den.