První solární silnice selhala, co však dát panely nad vozovku? Solární energie (ne)funguje?

Psal se prosinec 2016, když do světových kin razil film La La Land, v Česku premiéroval Bohuslav Sobotka a ve Francii s pompou otevřeli první solární silnici. Zhruba kilometrová vozovka vytvořená ze zesílených fotovoltaických panelů nabídla vozům pouze jeden jízdní pruh, jinak stále po boku asfaltové silnice. Francouzský ministr životního prostředí projekt přesto označil za "bezprecedentní", a to ačkoliv energie získaná ze silnice měla pouze dodávat energii části světel nedalekého města Tourouvre. Nyní však daný projekt skončil neslavně.

Nová solární doba!

Skoro o tři roky později byla však francouzská silnice označená za neúspěch. Nejenže fyzická námaha vedla k poškození příliš velkého počtu panelů, ale silnice ani negenerovala dostatek energie. Projekt totiž nepočítal s tím, že zvýšená doprava znamená i zvýšenou prašnost. Prach spolu se spadaným listím v součtu snížil průměrný zisk z celé silnice pod původní očekávání. A vyšší cena za opravy dojmu také nepomohla. Solární silnice na sebe přitom pustila jenom ty nejlehčí silniční vozy – tváří v tvář kamionu by měl experiment velmi krátké trvání. Nutno také zmínit, že francouzská solární silnice nebyla jediný projekt stejného druhu.

Solar Roadways

Mnohem slavnější se stal americký byznys jménem Solar Roadways, a to zejména díky virálnímu videu z roku 2014. Solar Roadways působil atraktivně kvůli své snaze nabídnout víc než jen sběr energie. Šestiúhelníkové panely vozovky měly – teoreticky – nabízet i ohřev v zimě, snazší výměnu nebo třeba hlášení o překážkách.

A přilákalo to nejednoho investora. Také Solar Roadways však ve svém záměru selhal. Jeho vlastní praktický test spočíval v pouhém krátkém chodníku. Také zde se však fyzické namáhání panelů ukázalo být jako příliš vysoké po velmi krátkém čase.

Je tedy solární silnice mrtvý projekt? Minimálně s dnešními technologiemi a pro silniční vozy nejspíše ano. Možná, že pokrok v materiálové fyzice jednou umožní skloubit sběr energie a výdrž, v součtu se ale nyní spíše zdá, že dnešní křemíkové panely zkrátka nikdy nemohly mít dostatečnou výdrž. Neznamená to, že neexistuje dílčí možné využití. Holandská solární cyklostezka úspěšně funguje už 5 let a možná právě podobným směrem se může pokrok vydávat dále.

Přesto je nasnadě, že pokud je cílem panelů sbírat maximum sluneční energie, bylo by dobré je nezakrývat (auty, koly) ze stejných důvodů, proč uhelné elektrárny zároveň neslouží jako porodnice a jaderné elektrárny jako regionální pobočky hnutí Greenpeace nebo Sea Shepherd. Jde totiž jaksi, byť možná bohužel, z principu o zcela protichůdné koncepty.

Kam s ním?

Panely zkrátka ze svého principu potřebují maximální péči. Často ignorované jsou nemalé náklady solárních farem na pravidelné čištění panelů, a to ať už v rámci fotovoltaiky, nebo solárních termálních elektráren. Pokud bychom přesto chtěli skloubit silnice a soláry, možná by to stále šlo. Stačilo by umístit panely nad vozovku jako zastřešení.

Ano, instalace by nevyšla na hubičku, bylo by potřeba častěji v zastřešené části svítit a problém by neřešil údržbu. Ale pokud je argumentem pro solární silnice ono ušetření prostoru, řešilo by to minimálně tuto stránku problému. Navíc by prokazatelně ubylo vlivů povětrnostních podmínek na vozovku.

Lze říct, že solární energie má co do efektivity dvě možnosti. Buď jako záložní či podpůrný zdroj energie pro domácnosti, a/nebo odlehlejší lokality.

Sem patří všechny fotovoltaické panely na střeše nebo třeba panely jako zdroj energie v odlehlé africké vesnici. Ani v jednom případě panely nevytvářejí hlavní porci energie a investice (i co do uhlíkové stopy) do nich se vrátí až za dlouhé dekády. Ale přesto můžou v součtu pomoct určité soběstačnosti, pokud je tato individuálním cílem. Druhou možností jsou pak velké, centrálně řízené projekty. Sem můžou patřit fotovoltaické farmy, častěji mají ale podobné velké sběrné systémy spíše podobu termálních solárních elektráren, kdy série zrcadel svítí na centrální věž, kde jejich teplo zahřívá médium, které může generovat (otáčením turbín) proud i v noci. Také tyto obří projekty mají smysl – a čím jižněji půjdeme, tím budou efektivnější.

Moderní problémy, moderní řešení... solární silnice

Nicméně, vyšší efektivita je daná také konstantní údržbou, pobídkami a shora vedenými investicemi. Stejný panel u vás na střeše bude generovat méně energie než v podobném udržovaném poli. Dalo by se rovněž zmínit, že energetická hustota je ve srovnání s jadernou energií stále poněkud menší, ale to bychom už zabíhali. Solární silnice jsou vedle toho každopádně kočkopes, který kombinuje to nejhorší z obou nápadů.

O to je paradoxnější, že jeden z původních nápadů na solární silnice – úspora zemědělských ploch pro zemědělskou produkci – je podle nedávné studie zcela lichý. Studie Oregonské univerzity vedená Elnaz Adeh a Stephenem P. Goodem v létě demonstrovala, že panely na polích můžou naopak pomoct. Jsou-li umístěny v dostatečném odstupu, slouží totiž pro plodiny i jako stín a pomáhání i nárůstu vlhkosti. Tím v součtu můžou zvýšit výnosy plodin. Efekt je sice nejznatelnější v subtropických a tropických oblastech a je třeba k aplikaci panelů rovněž přistupovat racionálně – udržovat odstup, zajistit pravidelné čištění a údržbu, volit jenom lokality s dostatečným větrem apod.

Ale možná, že jsme od počátku k panelům přistupovali zcela nesprávně. Možná, že jejich střízlivé skloubení se zemědělstvím by mohlo vyřešit dvě mouchy jednou ranou. Tedy jak zvýšení výnosů, tak i ekonomickou úlohu zemědělců samotných. Koneckonců dle velikosti můžou zemědělci plnit jak roli dodavatele energie pro odlehlejší lokality, tak i zastupovat větší solární projekty. Farma jako farma!

Fotovoltaika v ideálním případě může energetické síti vypomoct zbavit se uhelných elektráren. Minimálně v Česku, Francii a podobných zemích však nemůže zřejmě tvořit páteř sítě. Jednoduše proto, že při současné efektivitě panelů (která se může časem zvýšit) ležíme příliš vysoko na sever. Přesto má potenciál pomoct, při kombinaci se zemědělstvím dokonce výrazně.

Jenom to chce začít s panely pracovat pro úkoly, pro něž jsou doopravdy vhodné – namísto toho, abychom po nich chtěli jezdit a poté se divili, proč se rozbíjejí.

Text: Ladislav Loukota