Solárne cesty – čierna diera na peniaze.

Kto sleduje problematiku alternatívnych zdrojov energií a hľadanie kdejakých spôsobov, ako využiť nevyužité to či ono, zrejme pred časom zaregistroval správu, že vo Francúzsku konečne(!) dobudovali prvú funkčnú solárnu cestu. Teda cestu, po ktorej bežne jazdia automobily ale namiesto asfaltu má povrch pokrytý solárnymi článkami. A teda nevyužitá plocha povrchu cesty sa konečne (?) zmysluplne (??) začína využívať na produkciu elektrickej energie.

Nie som negativista zo zásady, snažím sa rozmýšľať hlavou a podrobiť podobné veci zdravej kritike, než dospejem k názoru. A podotýkam k názoru, utvorenému na základe faktov, dôkazov, niečoho overiteľného. Nie na základe pocitov, viery či nebodaj dogmatického tvrdohlavého postoja bez štipky logiky.

Poďme sa teda na tento ne-zmysel pozrieť podrobnejšie a vysvetlíme aj laikom, prečo k účelnému použitiu solárnych článkov tadiaľto cesta nepovedie. A s najväčšou pravdepodobnosťou nikdy.

Najprv základné informácie ohľadom bežného kremíkového solárneho článku. Takého, ktorý sa bežne používa v paneloch na strechách a pod.

Tenký cca 0,2mm, krehký, účinnosť okolo 20% (+/- niečo podľa výrobcu a technológie), životnosť zhruba 20-30 rokov. Energetická návratnosť niekoľko málo rokov, v závislosti na množstve dopadajúceho svetla počas používania článku.

Na svoju „prácu“ potrebuje najlepšie priamy slnečný svit, nie príliš vysoké teploty, vhodný uhol natočenia k Slnku, ochranu pred poškodením.

Pri použití v paneloch umiestnených na streche alebo voľnom priestranstve sa panel dá nakloniť do vhodného uhla, prípadne dokonca otáčať, ľahko sa čístí, opravuje…

A tu začína problém, ak uvažujeme o jeho použití v povrchu vozovky.

• Efektivita takéhoto riešenia. V podstate alfa a omega problému solárnych ciest. Solárne panely na strechách majú články zaliate v čírom a hladkom polykarbonáte, čo znamená takmer dokonalú priepustnosť svetla. Povrch vozovky si niečo také dovoliť nemôže. Musí poskytnúť pneumatikám dostatočnú adhéziu, mať vlastnosti za rôznych teplôt, dažďa, snehu či námrazy také, aby poskytoval autám maximálne vhodné jazdné a samozrejme aj bezpečnostné vlastnosti. Čo najkratšiu brzdnú dráhu, napríklad. Výsledkom je z pohľadu optiky (ak sa použije zdrsnený povrch nejakého tvrdeného skla) podstatné zníženie svetelnej priepustnosti. Plus zlý uhol… zlý uhol. Cesty sú totiž prakticky vždy takmer vodorovné, čo je uhol pre solárne panely vhodný snáď pre rovníkové oblasti, ale rozhodnie nie pre severnú časť zemegule, kde je sústredená väčšina ekonomicky vyspelých štátov, ktoré si takéto cesty môžu dovoliť budovať a aj by teoreticky dokázali túto elektrinu spotrebovať. Teda krajiny Európy, USA, Japonsko, Čína a iné ázijské krajiny a pod. So zlým uhlom natočenia k Slnku klesá rapídne účinnosť článku. Tu sa asi žiadneho pokroku nedočkáme, autá ťažko môžu jazdiť po vozovke so sklonom 20, 30 alebo nebodaj 45 stupňov. Aj 5 je až-až. Plus solárne panely majú jednotlivé články zapojené v sérii a stačí zakryť jeden jediný v sérii a produkcia el. energie z celej série drasticky poklesne. Na vozovke teda stačí, aby nejaký šofér prudko pribrzdil, „zagumuje“ a prekryje niekoľko sérii článkov, čím produkcia celých modulov prudko klesne, až kým niekto nepríde a nevyčistí to. To nemáme dosť voľných striech, kde sa dajú namontovať (oveľa lacnejšie) panely s podstatne lepšou účinnosťou?
• Náklady na údržbu. Panely na strechách alebo lúkach nič netieni, nie sú vystavené takému fyzickému namáhaniu ako povrch cesty, ľahko sa umývajú, často to spraví sám dážď – kvôli vhodnému sklonu. Na takmer vodorovnej ceste sa budú tvoriť kaluže, voda vyschne a prach a špina ostane na povrchu a zakryje články. A aj keď konštruktéri použijú malý uhol, aby voda odtiekla, kvôli zvýšenej adhézii povrchu sa špina a prach na tom udrží podstatne ľahšie, ako na hladkom paneli na streche. Prach a špina je totiž všade, veľmi rada sedí na vodorovnom povrchu a usadzuje sa do škár, hromadí, spája s vodou a olejmi, vytvára ťažko odstrániteľné vrstvy. Špinu a prach na čiernej asfaltovej ceste nevidno a kto by to aj riešil? Na sklenenej ceste, kde je optická čistota kľúčová, je to úplne iná pesnička. Okrem nepomerne vyšších nárokov a nákladov na čistenie a údržbu takejto komunikácie je tu ešte jeden vedľajší efekt: podstatne horšia dopravná priepustnosť v dôsledku nutnosti vyššej údržby.
• Cena za výstavbu, náklady na opravu, výmenu panelov a renováciu. Materiál na výstavbu bežnej cesty už asi ani nemôže byť lacnejší. Kameň, štrk, piesok + odpad pri spracovaní ropy. No existuje lacnejší vstupný materiál? Na druhej strane cesta nabitá prakticky na každom centimetri elektronikou, technológiami, rôznymi kovmi vrátane zlata, umelými hmotami, mikročipmi, vodičmi, poistkami, zakrytá na celom povrchu vysokoodolným sklom… Rozdiel v cene za každý štvorcový meter je priepastný. Navyše pri poškodení asfaltového povrchu sa poškodené miesto trochu zbrúsi, zaleje, zavalcuje a za pár desiatok minút, maximálne pár hodín premávka frčí ďalej. Práca a materiál za pár faciek. Pri poškodení povrchu solárnej cesty sa musí vymeniť celý panel a výmena určite nie je taká jednoduchá a už vôbec nie taká lacná, ako pri asfaltovej ceste.
• Životnosť. Povrch a materiál asfaltovej cesty sa ľahko vymieňa, opravuje, recykluje. Ak sa aj panel solárnej cesty za tých 20-30 rokov nepoškodí, čo s ním? Solárne článku sú totiž z logických konštrukčných dôvodov do skla zaliate a celý panel tvorí prakticky nerozoberateľný kompaktný celok, aj s betónovým základom. Po tých cca 30-tich rokoch, keď účinnosť solárnych článkov v drahom cestnom paneli klesne natoľko, že bude potrebná výmena celého panela, sa kvôli jedinému komponentu (ktorý mimochodom tvorí necelé percento objemu a hmotnosti celého panelu) musí znehodnotiť a prípadne nákladne recyklovať celý panel. A že to nebude recyklácia ani zďaleka taká jednoduchá a lacná, ako v prípade asfaltu, je snáď každému jasné.
• Návratnosť. A sme u poslednej kľúčovej vlastnosti. Aby sa náklady na výrobu solárneho článku a prípadne aj celých solárnych panelov vrátili v rozumnom čase, je nutné splniť niekoľko podmienok. Pri použití v solárnej ceste sa ich hneď viacero neplní buď vôbec, alebo len veľmi ťažko. Inými slovami – návratnosť takéhoto projektu či produktu je veľmi otázna, prípadne úplne nereálna.

Poďme teda trochu počítať.

Zmienená solárna cesta vo Francúzsku by mala vyrobiť priemerne denne 767 kWh, v slnečných dňoch až 1500 kWh. A tých v Normandii bohviekoľko nie je. Pri cene za výstavbu kilometrového úseku 5 miliónov Eur (!) je to teda úplný nezmysel. Dnešná cena predaného kWh koncovému spotrebiteľovi je okolo 15-20 centov, teda za rok existencie vyrobí táto cesta elektrinu v hodnote okolo 60 tisíc eur, a za celú životnosť solárneho článku (max. 30 rokov) asi 1.8 mil. Eur. A to som ešte neodpočítal náklady na prevádzku, údržbu, čistenie, opravy…

Z ekonomického pohľadu solárna cesta vyzerá skôr ako samozvražda, než rozumná investícia.

Pokiaľ cena za výstavbu takej cesty neklesne hlboko pod 1mil. Eur za každý kilometer, je výstavba takejto cesty úplná blbosť. To sa už viac oplatí postaviť nad každou cestou akúsi zaoblenú strechu pokrytú solárnymi panelmi, ktoré budú mať nielen podstatne lepšie podmienky (hladký a číry povrch panelov, podstatne lepší uhol k trajektórii Slnka, žiadne tienenie, namáhanie, špina, menšie riziko poškodenia a jednoduchšie opravy, výmeny, údržba, čistenie…), ale taká strieška zároveň poskytne ceste ochranu pred dažďom, snehom, námrazou… Plus môže byť podstatne lepšie vyriešené osvetlenie vozovky.

Celkovo je tento projekt slepá ulička. Jediným pozitívom je snáď to, že niekto to spraviť musel, aby ostatným ukázal, ako sa určité veci robiť nemajú.

Zdroje:

https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell

http://arstechnica.com/cars/2016/12/worlds-first-solar-road-opens-in-france/

http://www.forbes.com/sites/federicoguerrini/2016/12/23/worlds-first-solar-road-opens-in-france-draws-criticism-for-high-cost/#403d03ed5069

Looking at the Dutch Solar Bike Path After One Year