Skoro budynki mieszkalne, biurowce, hale przemysłowe etc. mogą być "uzbrojone" w elementy przekształcające energię promieni słonecznych w energię elektryczną, to może czas, w cudzysłowie „zejść na ziemię” i to na niej zainstalować panele słoneczne? Mam w tym miejscu na myśli nie osobne konstrukcje z panelami fotowoltaicznymi, które już od dobrych kilku/ kilkunastu lat funkcjonują, lecz zupełnie coś innego, mianowicie panele słoneczne zintegrowane/ wbudowywane w chodniki, drogi, parkingi, autostrady... Czy zatem grozi nam jazda po słonecznych drogach? A może to tylko idée fixe? Przecież najlepszym umiejscowieniem paneli słonecznych są konstrukcje ustawione pod odpowiednim kątem w stosunku do padających promieni słonecznych. A jeszcze lepiej, gdy są wyposażone w mechanizmy śledzenia ruchu słońca i "podążają" za nim. My z kolei mamy mieć do czynienia nie tylko z montażem na powierzchni poziomej, ale dodatkowo z powierzchnią narażoną na silne obciążenia dynamiczne oraz kontakt z brudem, który z takich powierzchni jest trudny do samoistnego usunięcia. Właśnie te dwa czynniki przyczyniają się dodatkowo do ograniczenia sprawności ogniw PV, która i tak nie należy do najwyższych (średnio około 20%). Jak, czy i za ile z tymi problemami sobie poradzono lub nie poradzono sprawdzimy poniżej. Warto w tym miejscu również wspomnieć (i zapoznać się) z artykułem pana J. Malińskiego "(U)chwycić słońce, część II" zamieszczonym w BzG 4/2014 poświęconemu instalacjom BIPV (Building Integrated Photovoltaics), czyli instalacjom fotowoltaicznym bezpośrednio zintegrowanym z budynkiem, a także cyklem artykułów "Ekologicznie = ekonomicznie?" tegoż samego autora (roczniki BzG 2011 - 2013); powinny one dodatkowo ubogacić dzisiejsze rozważania.
Zaczynamy.

O ile niezależne konstrukcje PV oraz te zintegrowane z budynkami funkcjonują już od wielu lat na świecie i jesteśmy w stanie policzyć ile przyniosły zysku/ strat, to idea wbudowywania paneli fotowoltaicznych w drogi/ chodniki jest dopiero w fazie pionierskich wdrożeń. Pierwsza na świecie "Droga słoneczna" została oddana do użytku całkiem nie tak dawno, bo w listopadzie 2014 r. A że było to w Holandii, to nie należy dziwić się, że była to droga rowerowa – SolaRoad (tak nazwano ścieżkę łączącą przedmieścia Amsterdamu) pokonało w pierwszym roku użytkowania ponad 300.000 rowerzystów. 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. Należy dodać, że betonowe płyty mogą przenieść 12-tonowe obciążenie. Prace nad specjalną konstrukcją typu „sandwich” zajęły inżynierom pięć lat. Okres testowy ścieżki ma trwać trzy lata. 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, tak by pochłonięte promieniowanie słoneczne było zoptymalizowane i przekierowywane do lokalnej sieci energetycznej, do zasilania lamp ulicznych, znaków drogowych itp. Wygenerowały one w 2015 roku około 9.800 kWh. Zdaniem naukowców jest to wynik bardzo dobry – pozwala na zasilenie w energię elektryczną trzech gospodarstw domowych (bez kosztów ogrzewania). Czy to dużo, czy może mało, zaraz się przekonamy, gdy spojrzymy na koszty tego eksperymentu.
Droga o długości 70 m (!!!) jest zbudowana z betonowych modułów o wymiarach 2,5 m na 3,5 m. Jak sądzicie Państwo ile mogła kosztować? Myślę, że mało kto zgadłby, że owe 70 m ścieżki rowerowej kosztowało, uwaga!!! bagatela 3 mln euro!!! Czyli, jakby nie liczyć, prawie 43.000 euro za 1 m... Przeliczmy to na nasze złotówki – euro po 4,4 zł..., szczęka mi opadła (i pewnie nie tylko mnie) - 190 tys. zł/m "ścieżyny" o szerokości 3,5 m (około 54.300 zł/m2). To jakiś absurd i kosmiczne nieporozumienie. Ale zaraz, może w Holandii i tak za tyle się buduje? Otóż nie, metr "normalnej" ścieżki rowerowej kosztuje ok. 350 euro (100 euro za 1 m2), co oznacza, że za całe 70 m wyłożymy 24,5 tysięcy euro, a tu proszę "eko" ponad 120 razy droższe. O co w tym wszystkim chodzi? Może owa droga, to jakiś super-hiper produkt? Spójrzmy na trwałość. Miernik długowieczności paneli w SolaRoad oszacowano do około dwóch dekad, co wcale nie powala na kolana. Jeżeli dodamy do tego fakt, że po miesiącu musiano zamknąć ścieżkę i wymienić pierwsze panele, które nie wytrzymały warunków pogodowych... Jak to ładnie określono „nastąpiło pogorszenie integralności warstwy wierzchniej”. Cóż, projekt pilotażowy, prototyp... Czyli trwałość nie za bardzo - do poprawki. Do tego, mimo zachwytów nad ilością wygenerowanej energii, okazuje się, że w stosunku do paneli fotowoltaicznych montowanych na dachach lub osobnych konstrukcjach, koszty drogowych instalacji są 3-4 krotnie wyższe, a ilość dostarczonej energii niższa o około 30%. W takim przypadku możemy mówić o czasie zwrotu inwestycji po 50 latach (!!!). Brak słów, czyste marnotrawstwo środków finansowych.

Okazuje się, że nie tylko Holendrzy mają taką fantazję. Słoneczne drogi mają bowiem powstać również we Francji. Mieszkańcy znad Sekwany idą ze swoim pomysłem znacznie dalej. To nie będzie eksperyment na 70 metrów, lecz na 1000 km dróg! W tym roku francuski rząd ujawnił plan zainstalowania „słonecznych dróg” wykorzystujących system Wattway. Projekt jest wynikiem badań prowadzonych przez firmę Colas (tak, to ten sam potentat, który zajmuje się m.in. budową dróg i autostrad) i Francuski Narodowy Instytut Energii Słonecznej. Projekt Wattway został wprowadzony w życie w październiku ubiegłego roku; wspomniane wyżej 1000 km dróg ma być gotowe w ciągu 5 lat. Odmiennie niż u Holendrów technologia zaproponowana przez Francuzów polega na montażu paneli słonecznych na już istniejących drogach asfaltowych. W technologii Wattway używa się bardzo cienkich (7 mm) i jednocześnie wytrzymałych paneli z polikrystalicznego krzemu, zatopionego w specjalnej żywicy. Wbudowywane panele mają 15 centymetrów szerokości, a ich trwałość, podobnie jak w projekcie SolaRoad, określono na 20 lat. Choć, jak policzono w przypadku wbudowania ich w autostrady, gdzie obciążenie jest wyższe, trwałość spadnie do 10 lat! Podobna do holenderskich paneli jest też ich wydajność - w przybliżeniu 15%. Czyli cudów nie ma. Jak policzyła Agencja Ochrony Środowiska i Zarządzania Energią Francji, jeden km drogi będzie dostarczać wystarczającą ilość energii elektrycznej dla 5000 mieszkańców. Brzmi dobrze. Gorzej, że nigdzie nie znajdziemy informacji o przewidywanym kosztcie inwestycji. Oby nie był to holenderski - horrendalnie drogi przelicznik i najdroższa na świecie energia elektryczna pozyskiwana z OZE. Wiadomo ile kosztuje zwykły panel PV, ten na drogi nie będzie z pewnością tańszy...
Jako jedyny, jak dotąd, pozytywny głos za wprowadzeniem słonecznych dróg podaje się przede wszystkim brak kosztów związanych z pozyskiwaniem drogiej ziemi pod konstrukcje solarne. Czyżby we Francji zabrakło dachów...?

Reasumując, dwa podstawowe problemy stoją na przeszkodzie, by budowa dróg słonecznych była technologią opłacalną. Po pierwsze: panele słoneczne leżą płasko na ziemi, a nie pod kątem do słońca, generując 20-30% mniej energii. Po drugie: ochrona delikatnych paneli przed poruszającymi się pojazdami, zmieniającymi się warunkami pogodowymi, nieuchronnie prowadzi do generowania kolejnych kosztów związanych z naprawą, utratą wydajności (każde szkło, żywica prędzej czy później, a raczej prędzej, pod wpływem tarcia zmatowieją).
Mimo to niektórzy brną, może dlatego, że kasę, i w Holandii, i we Francji wykładają instytucje rządowe i z rządem powiązane... Tylko skąd te rządy biorą fundusze? Tak, z naszych, o przepraszam, póki co z holenderskich i z francuskich portfeli. Nie ma co ukrywać, że bez rewolucyjnej technologii, której jakoś nie widać, budowa słonecznych dróg to nic więcej, jak tylko dotowanie firm zajmujących się jej wdrażaniem za publiczne pieniądze!!! W tym miejscu bardziej mamy do czynienia z polityką, aniżeli twardą ekonomią.

 

 

My, jak dotychczas, nie mamy takich akurat problemów. Budujemy dużo dróg/ ścieżek rowerowych, bardzo często zaopatrzonych w solarne lampy oświetlające drogę nocą i to za całkiem inne pieniądze.

Zobaczmy, jak przedstawiają się w naszym kraju koszty budowy różnego typu ścieżek i dróg o różnej nawierzchni wraz z oświetleniem solarnym stawianym przy nich.

Na podstawie informacji z ogłoszeń o udzielenie zamówienia na roboty budowlane, zawartych w Biuletynie Zamówień Publicznych możemy odszukać m.in.:

 

Jakby nie liczyć – tego, co "osiągnęli" Holendrzy, nijak nie jesteśmy w stanie uzyskać. I bardzo dobrze. I mimo że znajdą się i tacy, którzy powiedzą: „przecież zielona energia jest najlepsza” (z czym się zgadzam), to powinien zwyciężyć zdrowy rozsądek i takie eksperymenty, które z góry skazane na porażkę, firmy powinny robić za swoje własne pieniądze lub poszukać pomocy w crowdfundingu[1].

Z pewnością śledzą Państwo, pojawiające się co kwartał na łamach Buduj z Głową, informacje o nowych technologiach pozyskiwania, przetwarzania i magazynowania energii z odnawialnych źródeł. Jasno z nich wynika, że wyścig technologiczny trwa, pole do popisu dla naukowców jest olbrzymie, energii z wiatru, wody i słońca nie zabraknie i tylko wciąż za mało mamy wiedzy, aby tę energię ekonomicznie przetworzyć.

 

 

 

 

[1] Crowdfunding - forma finansowania różnego rodzaju projektów przez społeczność, która jest lub zostanie wokół tych projektów zorganizowana. Przedsięwzięcie jest w takim przypadku finansowane poprzez dużą liczbę drobnych, jednorazowych wpłat dokonywanych przez osoby zainteresowane projektem.