Соларните пътища са твърде неефективни

Доколко са ефективни фотоволтаичните панели, инсталирани по пътищата?

Кратък обзор на този въпрос прави на страницата на Тhe Сonversation Дилън Райън (Dylan Ryan), преподавател по машиностроене и енергетика в Университета в Единбург.

Преди четири години една кампания порази света с обещанието да се пребори с изменението на климата и да реализира печалби като замени настилките на пътищата по цял свят със слънчеви панели.

Смелата идея бе подложена на няколко теста оттогава. Първите резултати от предварителните проучвания излязоха наскоро и данните са неудовлетворителни.

Един соларен панел, положен под път, има редица недостатъци. Тъй като няма оптималния ъгъл на наклон, това води до по-малко мощност и по-често се засенчва, което е проблем, тъй като сянката над 5% от повърхността на панела може да намали производството на енергия с 50%.

Панелите също така се покриват с мръсотия и прах и се нуждаят от много по-дебело стъкло от обикновените панели, за да издържат тежестта на трафика, което допълнително ограничава абсорбираната светлина.

Тъй като се възпрепятства циркулацията на въздуха, неизбежно панелите ще се загряват повече от фотоволтаичните панели, които се поставят по покривите. За всеки 1° C над оптималната температура се губят 0.5% от енергийната ефективност.

В резултат на това е нормално да се очаква значително намаляване на производителността на соларния път спрямо покривните слънчеви панели. Въпросът е колко и каква е икономическата цена?

Какви са резултатите от изпитанията на соларните пътища

Един от първите слънчеви пътища, които трябваше да се инсталират, е в Торувр-о-Перш (Tourouvre-au-Perche), Франция. Той е с максимална мощност от 420 кВт, обхваща 2800 м² и струва 5 милиона евро за инсталиране. Това означава цена от € 11 905 за инсталиран киловат. (За сравнение в България средно за домакинство се изразходват 500 КВтч месечно на цена средно 36 лв или около 18.5 евро.)

Очакваше се да генерира 800 киловатчаса на ден (кВч /ден), но някои наскоро публикувани данни показват добив близо до 409 кВч на ден или 150 000 кВч годишно. Коефициентът на производствения капацитет на пътя, който измерва ефективността на технологията чрез разделяне на средната му мощност на потенциалната максимална мощност, е само 4%.

^{Откриването на соларния път в Tourouvre au Perche. Christophe Petit Tesson/EPA}

За разлика от това, Соларната централа Cestas близо до Бордо, която разполага с редици слънчеви панели, внимателно подредени към слънцето, има максимална мощност от 300 000 кВт и коефициент на производствения капацитет 14%. И при цена от € 360 млн. или € 1 200 на инсталиран кВт, една десета от цената на пътната соларна платформа, тя генерира три пъти повече мощност.

Компанията Solar Roadways разработи в САЩ интелигентна магистрала с фотоволтаични панели, включително сензори и светодиодни светлини, за да покаже предупреждения за предстоящи опасности като преминаващи диви животни. Също така има отоплителни пластини за топене на снега през зимата.

Няколко от техните панели SR3 са инсталирани в малка част от настилката в Сендипойнт, Айдахо. Това е площ от 13,9 м², с инсталирана мощност от 1,529 кВ. Стойността на инсталацията е $ 48 734, което предполага разход за всеки инсталиран кВт в размер на € 27 500, повече от 20 пъти по-висока от тази на централата Cestas.

Собствените оценки на Solar Roadway показват, че светодиодните светлини ще консумират 106 мегаватчаса на лента, а панелите генерират 415 мегаватчас - така че повече от 25% от полезната мощност се консумира от светодиодите. Това намалява още повече ефективността. Отоплителните пластини, според компанията, ще изразходват още 3.83 мегавата на километър платно, така че използването им само за шест дни ще сведе до нула нетната печалба от слънчевите панели.

И това е преди да се видят актуалните данни от инсталацията в Сендипойнт, според които генерира 52,397 кВч за 6 месеца или 104,8 кВч за една година. От това можем да оценим коефициента на производителност от само 0.782%, което е 20 пъти по-малко ефективно от електроцентралата Cestas.

Трябва да се отбележи, че този панел е на градски площад, тоест част от настилката е заобиколена от сгради в заснежен северен град - с други думи - не е най-доброто място за поставяне на фотоволтаична инсталация. Всъщност соларните пътища по градски улици не са добра идея.

^{Прототипът на алеята на Solar Roadways. Dan Walden/Wikimedia Commons , CC BY-SA}

Пътишата нямат потенциал за развитие на соларни покрития

Пътищата всъщност не представляват толкова голяма площ, колкото се предполагаше. По данни на Министерството на транспорта на Великобритания за дължината на различните типове пътища в Обединеното кралство общата им площ възлиза на около 2 милиарда кв. метра.

Което може да звучи много, но сградите в градските райони на Великобритания заемат площ от 17,6 милиарда м². Така че покриването само на една малка част от тези покриви с фотоволтаични панели веднага ще даде повече енергия, отколкото ако се поставят по пътищата. Освен това по-високата позиция би донесла за по-голямо производство на електроенергия.

Всичко това предполага, че само малка част от пътната мрежа всъщност би била подходяща за соларната технология. И предвид сравнително малките размери на пътната мрежа, добивът на електроенергия от пътища има потенциала само да запълни някаква енергийна ниша, но никога няма да се превърне в значим фактор за енергийни доставки.

Още по темата

09/02/2016

Технологии

Във Франция ще покрият повече от 1000 км пътища със слънчевите панели (видео)

15/12/2015

Скептик

"... Те ще изсмучат цялата енергия на Слънцето"

13/12/2015

Физика

ВЕЦ в пустинята Атакама

05/08/2015

Технологии

Китай строи първата си едромащабна соларна електроцентрала в пустинята Гоби