Een slimme snelweg, die licht geeft en bestuurders via blauwe sneeuwvlokken waarschuwt voor gladheid. Of neem een rijstrook die elektrische auto’s al rijdend oplaadt. Klinkt futuristisch? Nu al worden deze technieken in Nederland ontwikkeld en beproefd.
Wie begin 2014 over de N329 bij Oss raast, ziet geen lantarenpalen. Toch is het er niet volledig donker. ’s Avonds wordt het asfalt opmerkelijk genoeg verlicht door lichtgevende strepen op de weg. “Een stuk asfalt, dat alleen geschikt is om over te rijden is hopeloos ouderwets. Auto’s zitten vol met de nieuwste technologie, maar de weg zelf is nog grotendeels zoals in de middeleeuwen”, zegt Daan Roosegaarde van innovatiebureau Studio Roosegaarde.
Lichtgevende strips.
Studio RoosegaardeHoog tijd dat dit verandert, volgens Roosegaarde. Hij ontwikkelt daarom samen met het Nederlandse bedrijf Heijmans lichtgevende strepen voor op de weg. Het zijn ogenschijnlijk dezelfde strepen als die nu al de weg in rijstroken verdelen. Maar ’s nachts geven de nieuwe exemplaren ook licht. Roosegaarde: “Overdag worden ze opgeladen door de zon en daarna geven ze acht tot tien uur licht.”
Sneeuwvlokken
De strepen zijn gemaakt van een speciale verf en gebaseerd op glow-in-the-dark sterren. “Die had ik vroeger op mijn plafond”, zegt Roosegaarde. “We hebben die stickers op korrelniveau geoptimaliseerd en mixen het met technologie die ook gebruikt wordt bij het maken van zonnepanelen. De patentaanvraag loopt nog, dus ik kan niet teveel over de techniek uitleggen.”
Studio Roosegaarde en Heijmans ontwikkelen nog vijf van dit soort toepassingen. Het meest in het oog springen verder nog sneeuwvlokken, die zichtbaar worden bij kans op gladheid. “Daarvoor gebruiken we verf dat van kleur verandert door de temperatuur. Zodra het bijvoorbeeld twee graden wordt, lichten daardoor sneeuwvlokjes op het wegdek blauw op.”
Als het glad wordt, verschijnen blauwe sneeuwvlokken op het wegdek.
Studio Roosegaarde“Een andere mogelijkheid is om een warmtesensor in het wegdek in te bouwen, die de verlichting van de verf in- en uitschakelt. Datzelfde in- en uitschakelen van verf kan strepen op de weg ook dynamisch maken. Zo kan je van losse strepen een doorgetrokken streep maken en vice versa.”
Elektrische snelweg
Naast lichtgevende strepen wordt er nog een veelbelovende technologie voor de slimme snelweg ontwikkeld: het al rijdend opladen van elektrische auto’s. Een groot struikelblok om een elektrische auto aan te schaffen is dat er vaak maar een beperkte afstand (rond de 100 kilometer) mee kan worden afgelegd. Daarna dient de batterij weer gevoed te worden. Rijdend opladen maakt een einde aan die grens, doordat de accu continu opgeladen wordt.
De techniek van rijdend laden wordt ontwikkeld door Pavol Bauer van de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica aan de TU Delft. “De auto wordt draadloos opgeladen via een korte afstand dankzij inductieladen. Diezelfde soort technologie gebruiken we nu al voor elektrische tandenborstels”, zegt Bauer die onlangs drie wetenschappelijke artikelen schreef over rijdend opladen.
Elektrisch opladen tijdens het rijden.
Studio RoosegaardeInductieladen werkt zo: Onder het asfalt worden magnetische spoelen in de vorm van lange kabels gelegd. Die wekken een elektro-magneetveld op. Die energie wordt getransformeerd naar een hoge frequentie van een paar honderd kilohertz en zo getransporteerd naar de auto. Bauer: “In de auto zitten ook een transformator en een spoel die het elektro-magneetveld oppikken. We halen een rendement van 85 procent. Wij willen een magneetveld creëren dat als een golf mee reist onder de auto.” Een oud-promovendus van Bauer is het bedrijf Optimos Apto begonnen, die de kabels al kan leveren, hetzij voor een andere toepassing.
Bij uitstek geschikt
Bauer rekende uit dat dertig procent dekking op de Nederlandse wegen afdoende is. “Nederland is bij uitstek geschikt voor elektrische auto’s en rijdend opladen. De afstanden zijn hier nooit echt groot.” Bovendien is het een voordeel dat onze snelwegen druk zijn. “Nederland heeft een goede dichtheid van auto’s op de wegen. Vanaf tienduizend auto’s per dag is het betaalbaar. Naar een eerste schatting kost een kilometer vermoedelijk rond de driehonderdduizend euro.”
De futuristische technologie die Bauer en Roosegaarde ontwikkelen hebben gemeen dat ze beide gebruik willen maken van kleine windmolens en zonnepanelen langs de weg. Die moeten de elektrische weg laden en bijvoorbeeld dynamische strepen activeren. “Wij willen een integraal groen en oplaadbaar systeem ontwikkelen”, zegt Bauer. Ook zonnepalen in het wegdek, die TNO momenteel ontwikkelt, kunnen daarvoor gebruikt worden.
De lichtgevende strips kunnen van losse streepjes veranderen in een doorlopende streep.
Studio RoosegaardeMaximumsnelheid
Niet alleen in Nederland maar ook in het buitenland is al veel interesse voor het onderzoek van Roosegaarde en Bauer. “Met name in Zuid-Korea en Singapore is men al ver. Daar investeren ze miljoenen in deze technologie.” Roosegaarde krijgt ook veel aandacht in Mumbai en Afrika. “Daar is op veel afgelegen plaatsen geen elektriciteit. Zodra de zon ondergaat is het daar pikkedonker. Lichtgevende strips zouden een goede oplossing zijn, zodat er toch verlichting is op de weg.”
Volgens Roosegaarde zijn de huidige wegen in drie tot vijf jaar aan te passen. Wat de aanschafkosten zijn, geeft hij niet aan. “Maar het is op termijn goedkoper dan lantarenpalen. Energie wordt heel kostbaar en lantarenpalen zijn bedacht toen het nog goedkoop was.”
Roosegaarde denkt ook al over nieuwe toepassingen na. Bijvoorbeeld de maximumsnelheid die op het asfalt zelf verschijnt. “Dan kan iedereen overzichtelijk zien hoe snel hij mag rijden. Bovendien is het mogelijk om verschillende snelheden weer te geven, afhankelijk van weers- en verkeersomstandigheden. Nu staan er vaak borden die vertellen dat je maximaal negentig mag als het regent. Als de zon schijnt is dat bord niet relevant. Verkeers-, informatie- en matrixborden zijn overal, behalve waar ze moeten zijn: op de weg.”