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一辆卡车轮胎支撑着36,300公斤的载荷，日复一日地反复碾压美国交通部（DoT）弗吉尼亚州测试机构的一段18米长的道路，里程表上累积了483,000公里。目标是彻底挑战任何新的铺路技术，并观察路面能承受多久。现在想象一下在下面放置一块太阳能电池板。
这正是位于爱达荷州萨格勒的太阳能公路公司（Solar Roadways）的斯科特·布鲁索（Scott Brusaw）希望在明年二月做的事情。这位电气工程师目前正在努力建造他的所谓“太阳能路面板”的原型，这得益于美国交通部提供的10万美元小企业合同的帮助。
布鲁索说：“我们正在建造可以在其上行驶的太阳能电池板。” “事实上，它正在发电意味着随着时间的推移，它可以为自身买单，而不是像沥青那样。”
仅在美国国家公路系统就有大约26万公里的道路，州际公路、郊区干道和乡村道路还有数千公里。所有这些沥青是否可以用太阳能技术取代，同时兼作国家的电网？
实现这一目标的关键将是玻璃：太阳能路面板原型由1,024个模块组成——每个模块包含一个太阳能电池、一个发光二极管，以及未来用于存储的超级电容器——夹在尚未开发的玻璃层和导电材料层之间。“没有人尝试过长期在玻璃上驾驶，”布鲁索说。
除了需要强度外，这种玻璃还需要纹理化，以允许轮胎抓地和排水。它还将嵌入加热元件——就像汽车的后挡风玻璃一样——以融化冰雪。并且它需要具有自清洁功能，以应对源源不断的轮胎以及灰尘、污垢和其他高速公路碎屑的磨损。 不用说，这种玻璃尚不存在，但布鲁索希望与宾夕法尼亚州立大学材料研究所的研究人员合作开发它。
宾夕法尼亚州立大学的材料科学家、玻璃专家约翰·海尔曼（John Hellmann）说：“理论上，玻璃可以具有非常高的强度，前提是没有缺陷。” 但是“你能保持适当的光学特性以将光线传输到光伏[光伏电池，或太阳能电池]并仍然不会因交通车辆的行驶而风化或改变吗？……我们为结构应用制造了一些非常优质的玻璃，但我们没有在上面驾驶卡车。”
密苏里科技大学的材料科学家理查德·布劳（Richard Brow）补充说，工程挑战是巨大的，他也是一位玻璃专家。但是，可以通过使用特殊的加热技术压缩玻璃表面，或者在分子水平上交换玻璃本身中的离子来增强玻璃的强度。这种增强型玻璃比传统品种强10倍，例如，用于智能手机中，以承受发短信的压力。“你能从青少年的拇指跨越到卡车吗？这是一个很大的飞跃，但10年前，我们不认为你可以制造一块15微米的玻璃用于PDA中相对粗糙的操作，”布劳说。
玻璃已被用于建造人行天桥，例如华盛顿州塔科马的奇胡利玻璃桥。布劳补充说，已经为光伏产业开发了具有更高韧性的新型玻璃陶瓷复合材料——但这可能会提高最终面板的价格。
与此同时，布鲁索正在花费交通部的4万美元来建造一个由今天可以购买的化学强化玻璃面板制成的原型。他将尝试各种类型的太阳能电池，从薄膜到传统单晶硅光伏电池，并且他将尝试在透明度之间取得适当的平衡——以便面板能够每天至少提供数千千瓦时的电力——以及道路抓地力纹理，这将阻挡一部分光线。他指出：“如果你有完全透明的玻璃，你就能获得完美的光伏效率。但是（使用）完全光滑的玻璃，每个人都会滑出路面。” “玻璃制造商可以在玻璃上切割出舱口式图案的凹槽。我们将尝试各种方法，看看哪种方法能经久耐用。”
成本将是一个因素：“开发一种可以在高速公路快车道上使用的玻璃的成本？在三到五年内需要1500万到2500万美元，”布鲁索说。“大规模生产的成本？大约每平方英尺1美元。” 目标是生产一块12英尺乘12英尺的面板，成本为10,000美元，每天能够产生7,600瓦时的电力； 根据能源信息署的数据，大约需要六块面板才能满足一个美国家庭的平均用电量，即每月936千瓦时。*
除了需要一种尚未发明的玻璃形式外，太阳能公路还需要某种形式的储能能力——无论是电池还是某种尚未开发的超级电容器。目标是创建一个横跨全国的高速公路系统，该系统也可以充当国家电力发电机和电网。 布鲁索估计，如果与夜间发电的风力涡轮机配对，用他的太阳能公路取代国家高速公路可以消除对化石燃料发电厂的需求。 “根据我的计算，在15%的效率[来自光伏电池]下，我们产生的电力是我们有史以来产生的三倍以上，”他说。 即使汽车不断地在路面上投下阴影，以及其他挑战，“我们认为我们可以生产足够的电力来满足国家的能源需求，”他补充道。
其他公司，例如英国的隐形供暖系统公司（Invisible Heating Systems），已经开发出使用嵌入式水管来收集美国道路上充足的阳光能量的道路。
太阳能公路还将提供嵌入式LED来照亮道路并显示信息，无论是实际的交通指示，例如车道标记，还是诸如“减速”之类的消息。而且，如果电动汽车变得流行，那么供电路面也可以在安装此类面板的任何地方提供充电站。
布鲁索的水晶愿景的第一次测试将是在2010年2月12日将原型交付给交通部时。交通部的挑战之后将是发明家用镐、大锤以及，取决于原型的坚固程度，枪支进行的一些耐久性测试。然后是停车场，也许是快餐店。“停车场比直接上高速公路要好得多，”布鲁索说。“你有慢速、轻型车辆。在进入快车道之前，我们可以在那里吸取所有教训。”
*此句子已更改为反映面板的实际功率输出，单位为瓦时，而不是最初撰写的千瓦时。