• Droga solarna we Francji nie spełniła oczekiwań. Kilometr trasy za 5 mln EUR poszedł do rozbiórki
• Koszt instalacji paneli fotowoltaicznych w drogach jest nawet 20-krotnie wyższy niż w elektrowniach słonecznych
• Holendrzy za 3 mln euro zbudowali 90 m solarnej ścieżki rowerowej. Ale są zadowoleni

Testy wykazały szereg wad paneli ułożonych pod drogami. Położone poziomo nie są w stanie wykorzystywać promieniowania słonecznego tak efektywnie jak instalacje naziemne. Nie mają odpowiedniego konta pochylenia. Dodatkowo wystarczy 5% zacienienia, by wytwarzanie energii elektrycznej spadło o połowę.

Ulice lub szosy wyłożone modułami fotowoltaicznymi to rozwiązanie niszowe, bez widocznych perspektyw. Wytrzymałość paneli fotowoltaicznych jest zbyt niska, by wytrzymać obciążenia i drgania spowodowane przez pojazdy. Problemem jest też ich odporność na ścieranie i uszkodzenia, a także zabrudzenia i zacienienie. A te zjawiska prowadzą do obniżenia efektywności wytwarzania energii elektrycznej – komentuje dr Stanisław Pietruszko, prezes Polskiego Towarzystwa Fotowoltaiki (PTF).

Element solarnej drogi. Fot. SolaRoad

To nie koniec wad: panele trzeba pokrywać grubym i wytrzymałym szkłem, by sprostać naciskowi przejeżdżających pojazdów – a takie rozwiązanie obniża pochłanianie światła. Słaba cyrkulacja powietrza powoduje, że nagrzewają się mocniej niż panele na dachach budynków. I znowu obniża się wydajność energetyczna (na 1°C powyżej optimum następuje spadek o 0,5%).

Solarne Waterloo

Wszystkie wady solarnych dróg ujawniły się we Francji, gdzie w 2016 r. oddano do użytku kilometrowy odcinek eksperymentalnej jezdni (jeden pas ruchu) z paneli fotowoltaicznych na drodze publicznej w miejscowości Tourouvre-au-Perche. Teoretycznie pozyskiwana elektryczność miała wystarczyć do pokrycia potrzeb 3 tys. mieszkańców (wytwarzanie roczne powinno być na poziomie około 280 tys. kWh). Biorąc pod uwagę, że koszty budowy wyniosły 5 mln EUR, tylko wtedy droga byłaby opłacalna. Niestety, zakładanych wyników nigdy nie osiągnięto: w 2017 r. produkcja było prawie o połowę niższa (150 tys. kWh), a w kolejnym spadła poniżej 80 tys. kWh. W konsekwencji przychody z inwestycji znacząco odbiegały od planowanych. W pierwszym roku zrealizowano około 45% planu, w kolejnym już tylko 30%. Spektakularne fiasko odnotowały światowe media.

Dlaczego tak się stało? Przed rozpoczęciem budowy założono, że panele zajmujące 2800 m² o maksymalnej mocy wyjściowej 420 kW będą generowały 800 kWh energii elektrycznej dziennie. Już wtedy pojawiły się obliczenia pokazujące, że będzie to o 50% mniej. W trakcie eksploatacji okazało się, że zalegające liście i inne zanieczyszczenia obniżały ilość wytwarzanej elektryczności i powodowały drobne uszkodzenia. Mimo pokrycia paneli kilkoma warstwami żywicy z dodatkiem krzemu droga nie wytrzymała nacisku ciężarówek, które wywoływały uszkodzenia mechaniczne – w ubiegłym roku zdemontowano panele na długości około 90 m. Dodatkowo okazało się, że hałas na fotowoltaicznym pasie jest znacznie większy niż na asfalcie.

Lepszym pomysłem jest wykorzystanie np. ścieżek rowerowych, chodników czy skwerów i instalowanie tam paneli fotowoltaicznych. Innym zastosowaniem systemów fotowoltaicznych są ekrany pochłaniające dźwięki. Z pewnością takie instalacje są dobrą promocją fotowoltaiki – przekonuje Stanisław Pietruszko.

Budowa solarnej drogi. Fot. SolaRoad

Holendrzy zadowoleni

Takie rozwiązania już istnieją. W Stanach Zjednoczonych spółka Solar Roadways zainstalowała kilka paneli o pow. 13,9 m² i mocy zainstalowanej 1,529 kW na chodniku w miejscowości Sandypoint w stanie Idaho. Ale w tym przypadku koszt instalacji 1 kW jest 20-krotnie wyższy niż w przypadku dużych elektrowni słonecznych.

To jednak nie oznacza, że koncepcja dróg solarnych jest skazana na zapomnienie. W miejscowości Krommenie w Holandii za niebotyczne 3 mln EUR wybudowano w 2014 r. na ścieżce rowerowej 90-metrowy odcinek z zamontowanymi cienkowarstwowymi elastycznymi panelami fotowoltaicznymi wykonanymi w technologii krystalicznej. Panele ułożono pod niewielkim kątem, dzięki czemu łatwiej odprowadzić wodę, a efektywność energetyczna jest nieco wyższa niż w przypadku położenia poziomego. Droga służy do testów, przyjęto założenie, że produkcja energii będzie niższa o około 30% od wytwarzanej w panelach na dachach budynków. Wstępne wnioski są zadowalające: zakładano w pierwszym roku wydajność 50–70 kWh/m² rocznie, a uzyskano 73 kWh/m². W kolejnych latach wartość spadała zgodnie z przewidywaniami do 41 kWh/m².

Holenderska spółka SolaRoad poszła za ciosem i wybudowała jeszcze pięć solarnych odcinków o długości od 10 do 100 m na ścieżkach rowerowych i drogach miejskich. Solarne chodniki testuje się też w USA w pobliżu słynnej Route 66.

Ruch na solarnej scieżce rowerowej. Fot. SolaRoad

W kraju tylko namiastka

W Chinach również trwają testy dróg solarnych. W mieście Jinan 160-metrowy odcinek szosy w razie potrzeby nagrzewa się, by nie pokryły go śnieg i lód. Z kolei na autostradzie Jinan City powstały 2 km drogi, w której panele położono pod warstwą przezroczystego betonu. Pod nimi założono warstwę izolacyjną chroniącą przed wilgocią. Celem przedsięwzięcia jest m.in. wprowadzenie rozwiązania umożliwiającego indukcyjne ładowanie akumulatorów przejeżdżających samochodów elektrycznych.

W Polsce powstała jedynie niebieska ścieżka rowerowa (100 m) w sąsiedztwie Lidzbarka Warmińskiego. Nawierzchnia zawiera syntetyczne luminofory, które pochłaniają światło dzienne, a dzięki zjawisku luminescencji w nocy emitują energię w postaci „zimnego światła”. Projekt powstał w laboratorium firmy TPA, a budową zajął się Strabag. Koszt takiej ścieżki jest kilkakrotnie wyższy niż w przypadku tradycyjnej. Trudno jednak nazwać ja drogą solarną – nie ma tu paneli fotowoltaicznych wytwarzających energię elektryczną.

W naszym kraju nie prowadzi się prac nad takimi rozwiązaniami, nie słyszałem o żadnych próbach. By poważnie myśleć o drogach solarnych potrzebujemy technologii nakładania cienkiej warstwy ogniw na podłoże giętkie, np. folie, które się nie kruszą jak tradycyjne panele  – podsumowuje prezes PTF.

Przeczytaj także: 94,5 mln zł na odnawialne źródła energii dla Górnego Śląska