I v naší rubrice Technického týdeníku jsme nedávno zmiňovali pokusy se stavbou „solárních silnic“ (konkrétně krátký úsek u čínského města Ťi-nan). Zařadili jsme se tak po bok nepřeberné řady médií z celého světa, která o podobných projektech v posledních letech informovala – a bohužel obvykle zcela špatně. Váš autor se cítí být omluven tím, že šlo pouze o krátkou zmínku, ale rád by využil této příležitosti, aby se od „spoluspiklenců“ distancoval. Solární silnice si totiž ani zdaleka nezaslouží tolik textu a vysílacího času, kolik se jim zatím věnoval. Můžeme se to odvážit tvrdit na základě výsledků prvních praktických zkoušek, které probíhaly v posledních pár letech na několika místech světa (mimochodem, čínská zkouška, o které jsme psali my, zatím žádné jasné výsledky nemá). Poměrně jasně se shodují v tom, že nápad je zatím velmi nepraktický. Samozřejmě, důvody k pochybnostem tu byly od počátku a odborníci si jich byli dobře vědomi. Silnice například nejsou zrovna ideálním prostředím, protože krycí vrstva panelů se samozřejmě velmi jednoduše zašpiní, čímž se výrazně sníží množství dopadajícího světla. To mimochodem už snižuje i skutečnost, že na podobné panely je nutné používat odolnější – a tedy silnější – ochranné sklo, která už samo o sobě propustí méně světla. Ke snížení účinnosti také přispívá to, že panely nemohou být nastaveny směrem ke Slunci, ale musí ležet víceméně rovnoběžně s povrchem vozovky. V praxi tak bude průměrné množství dopadajícího světla na fotovoltaické panely ve vozovce podstatně nižší než u běžných fotovoltaických instalací. Což se samozřejmě projevuje v množství vyrobené elektřiny – a bohužel v tomto případě platí, že (hlavně u menších instalací) míra zastínění není přímo úměrná poklesu výroby. Ten bohužel bývá větší; v některých případech může snížení osvitu o jednotky procent vést k propadům výroby řádově v desítkách procent. Technikům je také jasné, že u panelů ve vozovce bude těžší (či minimálně výrazně, výrazně dražší) zajistit chlazení. Protože nelze využít cirkulace vzduchu, za běžných okolností se budou panely ve vozovce zahřívat vždy více než například střešní fotovoltaika. Je poměrně běžné, že s každým stupněm nad 25 °C ztrácí panel 0,5 % ze své účinnosti. Výsledky I když tedy ani na papíře nevypadá nápad nejslibněji, někdy se i tak experiment vyplatí. Minimálně v ekonomickém smyslu to ovšem u solárních silnic rozhodně neplatí. Dobře to doložil Dylan Ryan z Napierovy univerzity v Edinburghu (jméno nese po slavném skotském matematikovi Johnu Napierovi), který shromáždil výsledky několika zkoušek podobných úseků z celého světa. Jedna z prvních postavených experimentálních solárních silnic je v Tourouvre- au-Perche ve Francii. Otevřena byla v roce 2016, má maximální výkon 420 kW, pokrývá 2 800 m2 a náklady na instalaci činily zhruba 5 milionů eur. To znamená cenu 11 905 eur (tedy cca 300 tisíc Kč) na instalovaný kW. Podle odhadů měla vyrábět zhruba 800 kWh/den, Ryan si ovšem všiml, že provozní údaje ukazují výrobu v průměru 409 kWh/den, ročně tedy zhruba 150 000 kWh. Účinnost fotovoltaických článků v silnici tedy podle těchto údajů činí zhruba 4 %. To je výrazně méně než klasické fotovoltaické výrobny ve stejné oblasti – a ty jsou samozřejmě nápadně levnější. Například elektrárna Cestas, která leží ve stejné oblasti poblíž Bordeaux, má při celoročním měření účinnost přeměny energie zhruba trojnásobně vyšší, kolem 14 %. Pochází ze stejné doby a přitom je cena za instalovaný kilowatt výrazně nižší. Instalovaný výkon je totiž zhruba 300 MW, náklady činily 360 milionů eur a cena za instalovaný kilowatt je tedy 1 200 eur, téměř přesně desetkrát méně než u solární silnice. A to fotovoltaika v evropských podmínkách není rozhodně nijak levný zdroj. Projekty solárních dálnic bývají často spojovány s dalšími „smart“ prvky, které mají zlepšit sběr informací z provozu i samotné vozovky a předávat ji jak údržbářům či policii, tak samozřejmě také řidičům. Ve Spojených státech například společnost SolarRoadways vyvíjí projekt inteligentní silnice se solárními panely, senzory a LED signalizací, která řidiče informuje o dopravních komplikacích, včetně například výskytu zvěře na vozovce. Má také obsahovat topné podložky, které by v zimě rozpouštěly sníh. Firma připravila malou demonstrační plochu v Sandypoint ve státě Idaho. Jedná se o malou plochu 13,9 m2 s celkovým instalovaným výkonem zhruba 1,5 kW. Náklady na její uvedení do provozu činily zhruba 48 700 dolarů (tedy cca milion korun). Při jednoduchém mechanickém srovnání to znamená, že 1 kW instalovaného výkonu vychází na více než 600 tisíc korun, ale není to zcela fér srovnání. Jde o malý vývojový projekt, který má firmě udělat reklamu, takže ceny jsou výrazně vyšší než při případné vyšší instalaci. Zkušební plocha v každém případě za půl roku vyrobila zhruba 52,4 kWh, a měla tedy účinnost necelých 0,8 %. Efektivita článku je tak zhruba 20krát nižší než v případě běžně stojících instalací. Pokud by výkony i na silnici byly podobné, jeden kilometr „solární dálnice“ by měl ročně vyrobit zhruba 258 MWh elektřiny. Z toho by zhruba čtvrtinu mělo spolykat osvětlení. A zahřívání dálnice by už muselo být zřejmě „dotováno“ z jiných zdrojů, protože příkon činil zhruba 1,4 MW/km. Kdyby bylo v provozu více než šest dní v roce, spotřebuje více elektřiny, než kolik panely v silnici vyrobí za celý rok! Nejdůležitější ovšem bude cena, o které toho zodpovědně mnoho říci nemůžeme. Je ovšem těžké si představit, že bude tak nízká, aby vyvážila nízkou účinnost zařízení. Málo silnic? Za připomenutí také stojí fakt, že silnice nepokrývají příliš velikou část povrchu. Plně zastavěné plochy (tj. budovy a vybetonované plochy) pokrývají zhruba 1,7 % povrchu České republiky, celková rozloha komunikací je podle hrubých výpočtů autora zhruba čtyřnásobně menší. Číslo rozhodně nemusí být zcela přesné, ale dává nám alespoň rámcovou představu – a ukazuje, že solární dálnice by i v nejlepším případě mohly být nevýznamným doplňkem k jiným zdrojům. I kdybychom měli zůstat pouze u fotovoltaiky, pokrytí zhruba desetiny plochy všech zastavěných ploch by poskytlo větší výkon než přestavba všech komunikací v ČR na solární dálnice. Především samozřejmě proto, že i při velmi konzervativním odhadu jsou střešní instalace nejméně třikrát účinnější, než se zdají být panely v silnici. Autor chápe důležitost demonstračních projektů pro výzkum a vývoj a s jistým sebezapřením i hodnotu „PR projektů“, které mají motivovat veřejnost (koneckonců kosmický program plnil v minulosti často mimo jiné i podobnou funkci, a přitom se nezdá, že by byl zbytečný). Ale solární silnice i k takovým projektům mají daleko a zatím všechny vedou jediným směrem – do zapomnění.
