W Europie powstają drogi z ogniw fotowoltaicznych. Czy budowa solarnej drogi się opłaca?

Po Holandii i Francji, tym razem w Niemczech powstała droga fotowoltaiczna droga, która wytwarza czysty prąd, a ponadto pochłania hałas i topi śnieg.

Droga, na której naładujesz auto podczas jazdy

Niemiecka droga ma zaledwie 90 metrów. Powstała w miejscowości Erftstadt. Jej twórcą jest inżynier Donald Müller-Judex z firmy Solmove. Według szacunków nowa droga zajmująca ok. 200 m2 powierzchni wyprodukuje ok. 16000 kWh w skali roku, a energia ta będzie przesyłana do lokalnej sieci energetycznej. Taki wolumen energii elektrycznej zużywają średnio cztery czteroosobowe niemieckie rodziny w ciągu roku.

Droga ta ma też wiele innych zalet: pochłania hałas oraz nie wymaga odśnieżania, dzięki wytwarzaniu przez ogniwa fotowoltaiczne ciepła oporowego. W nawierzchnię wbudowane są czujniki, które są zdolne do mierzenia natężenia ruchu na drogach o większej przepustowości. Tym samym pomagają zoptymalizować sygnalizację świetlną lub komunikować się z autonomicznymi pojazdami, np. ostrzegając przed zagrożeniami występującymi na jezdni.

To nie wszystko. Fotowoltaiczna droga wspiera również użytkowników samochodów elektrycznych, którzy mogą ładować auto w trakcie jazdy, oszczędzając tym samym czas i pieniądze. Powierzchnia jezdni pokryta jest korundem (twardy minerał odporny na ścieranie), a dzięki zastosowaniu „głębokich struktur” wyeliminowane zostało zjawisko tzw. akwaplanacji, czyli utraty przyczepności opony podczas jazdy po nawierzchni pokrytej wodą.

Budowę drogi poprzedził szereg badań laboratoryjnych, związanych m.in. z obciążeniami czy bezpieczeństwem. Jak dotąd nie było takiego rozwiązania w Europie.

Najdroższa ścieżka rowerowa na świecie

Pierwsza na świecie fotowoltaiczna droga została oddana do użytku całkiem w listopadzie 2014 r. Była to droga rowerowa – SolaRoad (tak nazwano ścieżkę łączącą przedmieścia Amsterdamu) od długości 70 m (potem wydłużono ją do 100 m). W pierwszym roku użytkowania pokonało ją ponad 300.000 rowerzystów, którzy wyprodukowali ok. 9800 kWh, co w przeliczeniu wynosi tyle, ile trzy zużywają trzy holenderskie rodziny. 

Pilotażowy odcinek składa się z dwóch pasów, z których jeden jest wykonany z prefabrykowanych płyt betonowych i "wyposażony" w ogniwa słoneczne z krystalicznego krzemu, pokrytego warstwą 1 cm grubości przezroczystego szkła hartowanego. Drugi pas z kolei bez ogniw słonecznych służy do testów różnych warstw ścieralnych. Prace nad specjalną konstrukcją typu „sandwich” zajęły inżynierom pięć lat, ale już po roku okazało się, że nie wytrzymała warunków atmosferycznych i trzeba było wymieniać ogniwa.

Panele zaprojektowano tak, aby konwersja promieni słonecznych w energię elektryczną następowała również w pochmurny dzień. Każdy z przezroczystych paneli jest zautomatyzowany i połączony z siecią. Pochłonięte promieniowanie słoneczne przekierowywane jest dalej - do lokalnej sieci energetycznej, do zasilania lamp ulicznych, znaków drogowych itp. Koszt wybudowania tej drogi był bardzo wysoki - 70 m ścieżki kosztowało aż 3 mln euro! Natomiast ilość dostarczanej energii niższa niż się spodziewano. Obliczono, że inwestycja zwróci się po ok. 50 latach.

1000 km solarnych dróg we Francji

Kolejnym krajem w Europie, gdzie powstała już nie rowerowa, ale zwykła "droga słoneczna" była Francja. Powstała w 2016 roku w Orne na północy kraju i zajmuje powierzchnię 2,8 tys. m2. Jej długość do ok. 1 kilometr. Koszt budowy tego odcinka wyniósł 5 mln euro. Autorem projektu jest grupa Colas specjalizująca się w budowaniu i projektowaniu dróg. Solarną drogę podłączono do sieci elektroenergetycznej firmy Enedis, a produkowana energia powinna wystarczyć do zasilenia publicznego oświetlenia dla 5-tysięcznego miasta.

Ówczesna minister środowiska we Francji Ségolène Royal zapowiadała, że jej resort w 5 lat wybuduje aż 1000 km fotowoltaicznych dróg,które będą miały grubość 7 mm i będą wzmocnione polimerami oraz żywicą. Każdy kilometr bieżący drogi miał zapewnić energię 5 tys. mieszkańcom przez rok. Z kolei 20 m kwadratowych powierzchni fotowoltaicznej drogi miało dawać wolumen energii elektrycznej jednemu gospodarstwu domowemu przez rok (oprócz energii potrzebnej do ogrzewania).

Następcy minister Royal nie kontynuowali jej polityki i na obietnicach się skończyło.

"Autostrada słoneczna" w Chinach

W 2017 roku w Chinach w prowincji Szantung na wschodnim wybrzeżu uruchomiono również kilometrowy odcinek autostrady, który wyłożono specjalnie przystosowanymi to obciążeń i natężenia ruchu panelami fotowoltaicznymi. Moduły zajmują powierzchnię 5,875 tys. m2 i mają wytwarzać – jak podają chińskie media – około 1 GWh energii elektrycznej rocznie, co ma odpowiadać zapotrzebowaniu generowanemu przez 800 gospodarstw domowych.

Wytworzona energia jest wykorzystywana w pierwszej kolejności do zasilenia infrastruktury drogowej – znaków, świateł, kamer oraz punktów poboru opłat. Nadwyżki trafiają do sieci energetycznej. Chińczycy, podobnie jak Niemcy, mieli w planach wykorzystanie produkowanej energii także do ładowania samochodów elektrycznych czy zasilenia infrastruktury Internetu.

Chińska spółka Qilu Transportation Development Group nie podała kosztu budowy odcinak solarnej autostrady. Zapewniła tylko, że był "o połowę niższy niż w podobnych projektach zrealizowanych za granicą".  

Niemiecka Solmove, która wybudowała drogę w Erststadt niedaleko Kolonii, ma w planach sieć fotowoltaicznych dróg czy miejsc parkingowych oferujących możliwość automatycznego ładowania samochodów elektrycznych z wykorzystaniem technologii indukcyjnej. Zdaniem Donalda Müllera-Judexa, prezesa firmy, gdyby 15 proc. powierzchni drogowej pokryć modułami solarnymi, Niemcom nie byłyby potrzebne elektrownie atomowe.

ja