Po necelých třech letech provozu se ve Francii zřejmě schyluje ke konci projektu kilometrové „solární silnice“ v Normandii. O špatných výsledcích se v odborných kruzích mluvilo již delší dobu, poslední ranou pro projekt byl srpnový článek deníku Le Monde, který „katastrofu“ svým titulkem uvedl do povědomí široké francouzské veřejnosti.
Úsek u obce Tourouvre-au-Perche byl slavnostně otevřen v prosinci 2016. Vznikl díky stání dotaci ve výši 5,2 milionu eur (tedy cca 130 milionů korun) a stavební společnost Colas na něm chtěla ověřovat vlastnosti fotovoltaických panelů odolných tak, aby mohly posloužit jako povrch vozovky s běžným provozem. Colas je dceřiná společnost velké francouzské stavební firmy Bouygues a působí v řadě zemí světa, včetně ČR.
Od začátku bylo jasné, že v takovémto uspořádání nebudou fotovoltaické panely příliš účinné a životnost vozovky bude omezená. Výsledky i tak zůstaly daleko za očekáváním konstruktérů.
O polovinu méně
Nejprve si ovšem „solární silnici“ krátce připomeňme: při otevření panely pokrývaly plochu 2 800 m² a jejich maximální výkon činil 420 kW. To znamená, že náklady na instalovaný kilowatt byly 11 900 eur, tedy 300 tisíc korun.
Pro srovnání, ceny střešních instalací v západní Evropě jsou přibližně pětkrát nižší. Větší solární parky vyjdou výrazně levněji: v roce, kdy byla spuštěna solární silnice v Normandii na západním pobřeží Francii, zahájil provoz i solární park Cestas s instalovaným výkonem 300 MW. Při nákladech 360 milionů eur vychází jeho cena za instalovaný kilowatt 1 200 eur, téměř desetkrát méně než u solární silnice.
Panely pro solární silnice Wattway francouzské společnosti Colas.
O ceně se dá spekulovat dlouho, zajímavější však bylo sledovat, jak si solární silnice vede v reálných podmínkách. Rychle se ukázalo, že prvotní optimismus provozovatele, který chtěl silnici uvést na trh v letošním roce, byl hodně nadsazený. Za první rok provozu, tedy de facto za kalendářní rok 2017, podle údajů provozovatele vyrobila vozovka 149,4 MWh elektrické energie. Původní odhad Colasu přitom uváděl, že by silnice měla vyrobit ročně cca 280 MWh.
Místo 100 kWh z metru čtverečního za rok tedy silnice vyráběla přibližně polovinu, cca 50 kWh za rok. Její celková účinnost byla tedy v prvním roce provozu zhruba pětiprocentní. U běžné střešní instalace na osluněné straně střechy se obvykle počítá s výrobou přes 150 kWh z metru čtverečního za rok, tedy přibližně trojnásobnou účinností, než jakou vykazoval úsek u Tourouvre. Velmi podobné výsledky má i výše zmíněný park Cestas s roční účinností kolem 14 procent.
Příčiny nízkého výkonu byly z části jasné dopředu. Panely na silnici pochopitelně musí být na vodorovném povrchu, bez náklonu směrem ke Slunci. Také je zastiňují projíždějící vozidla. Colas údajně odhadovala, že oba faktory dohromady sníží účinnost celé normandské instalace přibližně o třetinu.
Ale proč vyráběla silnice o dvě třetiny méně elektřiny než srovnatelný „solár“ jinde? Zdá se, že vysvětlení je poměrně banální. Panely nebyly dost odolné.
To samo...
Mezi řádky to řekl manager projektu Wattway Etienn Gaudin na konci roku 2018. Tehdy uvedl, že nepoškozené panely pracovaly na 85 procent plánovaného výkonu. Jinak řečeno, větší část propadu výroby proti odhadu musí jít na vrub právě nefungujícím panelům.
Podle novinářů i místních obyvatel je na vozovce na první pohled vidět poškození svrchní ochranné vrstvy. Na některých místech pak lze vidět odhalené panely či vodiče. Podle provozovatele docházelo k výpadkům ve výrobě také v důsledku úderu bleskem, ale jak uvidíme dále, časový průběh poklesu výroby nenaznačuje, že by to byl hlavní problém.
Víme, že po prvním roce došlo k výměně pěti procent poškozených panelů. V květnu 2018 pak byl podle Le Monde celý úsek zkrácen o 300 metrů, na kterých byl povrch poškozen natolik, že by byla nutná kompletní výměna.
To samozřejmě vedlo k dalšímu snížení výroby, která v roce 2018 klesla na zhruba 80 MWh. Situace se nezlepšila a za první pololetí letošního roku silnice vyrobila údajně pouze 38 MWh. Výroba tak klesla na polovinu hodnoty z prvního roku provozu a pouze čtvrtinu z původního odhadu. Pokles výroby nezpůsobilo zřejmě jen zkrácení úseku; kdyby nehrály roli žádné jiné faktory, výroba by měla být přibližně o pětinu vyšší, kolem 100 MWh ročně.
Ruku v ruce s nízkou výrobou jdou samozřejmě i špatné finanční výsledky celé instalace. Colas podle svého prohlášení počítala s ročním ziskem z prodejů elektřiny v hodnotě 10 500 eur. V roce 2017 byl výnos cca 4 500 eur, za loňský rok cca 3 100 eur. Za první pololetí prvního roku byl výsledek podobný: 1 450 eur.
I když jde samozřejmě stále o experiment, v tuto chvíli je rozdíl mezi výší investice a možným výnosem z prodejů elektřiny tak propastný, že si těžko představit, jak by mohla být tato metoda zisku elektrické energie rentabilní.
A co dál?
Povrch měl ještě jiný problém, který byl odhalen bezprostředně po otevření silnice. Byl totiž příliš hlučný. Starosta blízkého Tourouvre-au-Perche Guy Monhée už v roce 2017 pro agenturu AFP řekl, že jízda po silnici je „jako po kostkách“. V úseku byla po stížnostech obyvatel snížena maximální rychlost na 70 kilometrů za hodinu.
Společnost chtěla problém vyřešit v další generaci panelů, které by měly hladší povrch, ale v tuto chvíli není jasné, zda na výměnu v dohledné době dojde. Ještě letos v květnu Colas oznámila, že celý povrch zkráceného zkušebního úseku se bude měnit. Rekonstrukce údajně měla proběhnout na začátku léta, zatím neproběhla.
Svítí a hřeje, přesto nejspíše bude k ničemuWattway není jediný projekt svého druhu. Ve Spojených státech například společnost SolarRoadways vyvíjí (či alespoň vyvíjela) projekt inteligentní silnice se solárními panely, senzory a LED signalizací, která řidiče informuje o dopravních komplikacích, včetně 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. Jde o malou plochu 13,9 m² s celkovým instalovaným výkonem cca 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 instalaci. Zkušební plocha v každém případě za půl roku vyrobila 52,4 kWh a měla tedy účinnost necelých 0,8 %. Efektivita článku je tak zhruba dvacetkrát nižší než v případě běžně stojících instalací. Pokud by výkony i na silnici byly podobné, jeden kilometr „solární dálnice“ by měl ročně vyrobit kolem 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. |
Colas slibovala, že produkt by chtěla začít komerčně nabízet na konci roku 2019. V srpnu ovšem její šéf pro Le Monde řekl, že technologie není připravena k praktickému nasazení. Firma se údajně bude soustředit na jiné, menší fotovoltaické instalace, například panely pro kamery, osvětlení zastávek.
V tuto chvíli má Colas i tak po celém světě přibližně desítku dalších testovacích ploch, od Japonska přes USA až po ostrov Réunion. Žádná z nich se ovšem velikostí nemůže srovnávat se silnicí u Tourouvre. Jejich plocha se pohybuje od 50 do 100 metrů čtverečních.
Roční výroba na těchto místech se podle společnosti pohybuje od 40 do 130 kWh z metru čtverečního. Nejnižší je na zkušební ploše v městečku Boulogne, kde je na frekventované místě v zástavbě. Doprava je tedy poměrně hustá, navíc se auta pohybují pomalu a nad sluneční silnicí stráví poměrně hodně času. Naopak nejvyšší výkon, tedy 130 kWh/m² ročně, má parkovací místo s fotovoltaickými panely na ostrově Réunion, kde jsou pro fotovoltaiku výrazně lepší podmínky než v Normandii a v podstatě i zbytku Evropy.
Propagační video firmy Colas k projektu Wattway:
Nejen v Evropě nadále bude platit, že když stavět fotovoltaiku, tak ne na silnici. I kdybychom je dokázali stavět levně, budou takové vozovky vždy méně účinné než panely na střechách či speciálních konstrukcích. A účinnější by měla být i instalace průhledných článků například na fasádách či oknech. To pro fotovoltaiku také není nejlepší místo, přesto je vhodnější než silnice.
Za připomenutí také stojí, že silnice nepokrývají příliš velikou část povrchu. Plně zastavěné plochy (tj. budovy a vybetonované plochy) pokrývají 1,7 procenta z celkové rozlohy České republiky (Statistická ročenka ČSU), celková rozloha komunikací je několikanásobně menší; podle našich velmi hrubých odhadů zhruba čtyřnásobně.
Číslo je sice přesné jen řádově, ale i tak ukazuje, že solární dálnice by i v nejlepším případě mohly být nevýznamným doplňkem k jiným zdrojům. I kdybychom se měli držet pouze fotovoltaiky, pokrytí desetiny plochy všech zastavěných ploch by poskytlo větší výkon než „solární“ přestavba všech komunikací v ČR.
