Fotovoltaika na kolejích: Futuristický projekt může proměnit železnice v obří elektrárny

Solární panely na střechách domů, na parkovištích, plotech nebo třeba polích už dnes nikoho nepřekvapí. To, že byste ale mohli potkat i fotovoltaiku na kolejích, vás možná zatím nenapadlo. Švýcarský startup Sun-Ways však ano.

Pilotní projekt, který odstartoval v letošním roce, má ukázat, jak se osvědčí instalace solárních panelů přímo mezi koleje. Mělo by to být místo, kde fotovoltaika nenarušuje statiku ani vzhled budov a zároveň, přestože se jedná o umístění mimo zástavbu, nezabírá zemědělskou půdu ani volnou krajinu.

Proč se pro fotovoltaiku hledají nové plochy?

S rostoucím zájmem o obnovitelné zdroje energie roste i tlak na prostor, kam solární elektrárny umisťovat. U menších systémů, například pro potřeby domácnosti žijící v rodinném domě, bytového družstva nebo třeba veřejné budovy, to takový problém nebývá. Většinou se vejde na střechu nebo fasádu a je to vyřešeno.

V poslední době, kdy se snažíme pokrýt obnovitelnými zdroji co největší podíl energetického mixu, abychom se zbavili závislosti na fosilních palivech, vyrůstají i systémy s několika stovkami až tisícovkami panelů. A ty už jen tak někam nedáte.

Stále častěji se proto objevují obavy ze záboru zemědělské půdy nebo zásahů do krajiny. A i když za určitých okolností může fotovoltaika fungovat v symbióze s pěstováním plodin (agrovoltaika) nebo třeba chovem ovcí, ne všude musí být takové řešení ideální.

Právě proto se stále více pozornosti obrací k takzvanému multifunkčnímu využití infrastruktury – zkrátka „zabít dvě mouchy jednou ranou“ a nainstalovat solární panely na stávající konstrukce. Třeba nad parkoviště nebo na protihlukové stěny. A nebo nově mezi železniční koleje.

Jak funguje fotovoltaika na kolejích

Solární panely se instalují mezi kolejnice do prostoru, který je běžně vyplněný štěrkem. I když v principu fungují stejně jako kterákoliv jiná fotovoltaika, jsou upraveny nejen rozměrově, ale i konstrukčně. Musí totiž odolávat náročnějším podmínkám.

Konstrukce proto využívá zesílené sklo, odolnější zapouzdření článků i speciální uchycení, které pomáhá tlumit vibrace způsobené projíždějícími vlaky. Důležitá je také možnost panely snadno demontovat, když probíhá údržba tratí.

Pilotní projekt švýcarské společnosti Sun-Ways byl spuštěn na železniční trati v kantonu Neuchâtel. Technologie je podle vývojářů navržena tak, aby odolala průjezdu vlaků s rychlostí až 150 km/h. Zkušební provoz ale zatím probíhá na trati, kde se jezdí pomaleji.

Panely jsou odnímatelné a mezi koleje je instaluje speciální železniční stroj. Vyrobená elektřina se dá buď dodávat do distribuční sítě, nebo využívat přímo železniční infrastrukturou.

Startup odhaduje, že kdyby se solární panely umístily po celé délce švýcarské železnice, mohly by teoreticky ročně vyrábět kolem 1 TWh elektřiny, což by dokázalo pokrýt spotřebu přibližně 300 tisíc domácností. Podobné projekty už se připravují i v dalších zemích, včetně například Francie.

Jaké výhody může přinést tento typ instalace

• Bez potřeby zabírat zemědělskou půdu nebo volnou krajinu
• Instalace na stávající infrastrukturu
• Velká využitelná plocha – jen v Evropě měří železniční tratě statisíce kilometrů; i kdyby se využila jen část, výrobní kapacita bude obrovská
• Vysoký potenciál výroby – koleje často vedou volnou krajinou, kde bývají dobré podmínky pro výrobu solární energie
• Možnost lokální spotřeby energie – vyrobená elektřina se dá využívat přímo pro trakční infrastrukturu, signalizaci, osvětlení nebo například provoz železničních stanic

Osvědčí se fotovoltaika na kolejích?

Projekt je zatím v začátcích, už teď se ale vynořuje množství otazníků, které narušují představu dokonalé výroby solární energie.

• Vibrace a mechanické namáhání – železniční provoz vytváří silné vibrace a dynamické zatížení, vliv může mít i teplotní roztažnost. I když by panely měly být těmto podmínkám konstrukčně přizpůsobené, teprve čas ukáže, jestli takové zátěži dlouhodobě odolají.
• Znečištění – na panelech může ulpívat prach z brzd, mastnota, kovové částice i další nečistoty. Tím spíš, že panely jsou umístěné vodorovně, takže přicházejí o svou samočisticí schopnost. V zimě se na nich může déle držet sníh a námraza, na jaře zase pyl (u nás například z rozsáhlých řepkových polí). To může snižovat výkon panelů a zvyšovat nároky na údržbu.
• Bezpečnost – řeší se na příklad, zda panely nemohou vytvářet odlesky, které by oslňovaly strojvedoucí nebo další účastníky provozu. Důležitá bude i požární bezpečnost systému a ochrana proti blesku a přepětí.
• Riziko odcizení a vandalismu – protože panely musí být kvůli údržbě tratí relativně snadno demontovatelné, objevují se obavy z vandalismu nebo krádeží. Ke krádežím kabelů nebo poškozování zařízení bohužel na železnici dochází celkem běžně.
• Ekonomika projektu – to, jestli může být projekt ekonomicky konkurenceschopný, se ukáže až časem – zejména s ohledem na to, jakou bude mít fotovoltaika na kolejích skutečnou životnost, a jak náročná bude údržba.

Dočkáme se solárních panelů na železnici i v Česku?

V naší zemi máme poměrně hustou železniční síť, takže možné to určitě je. Přinejmenším za stávající politické situace však pravděpodobně ochota investovat do experimentální technologie nebude.

Nejspíš tak vyčkáme přinejmenším do doby, než se fotovoltaika na kolejích otestuje v jiných zemích. A teprve pokud se osvědčí, mohla by připadat v úvahu i u nás. Nezbytným předpokladem je však především dostatečná odolnost panelů v takto extrémních zátěžových podmínkách.

Už teď se ale ukazuje, že chytré kombinace technologií a využívání stávajících zdrojů – zejména bez dalšího zabírání volné krajiny – budou pro budoucnost velmi důležité a potřebné.

Zdroje:
Oenergetice.cz
Sun-ways.ch
Zdopravy.cz