Дорога с интегрированными солнечными модулями – бесполезная игрушка?

В мире реализовано несколько пилотных проектов так называемых солнечных дорог, где в качестве верхнего слоя используются фотоэлектрические преобразователи, защищенные прочным светопрозрачным материалом.

На днях вышел обзор, в котором подтверждается, что встраивать солнечные модули в дорожное полотно – достаточно странная затея.

Солнечная дорога имеет множество недостатков. Горизонтальная укладка фотоэлектрических преобразователей – это не оптимальный угол наклона, то есть модули будут производить меньше энергии, чем при размещении под нужным углом. Проблемой является затенение от зданий и деревьев.

Дорога — это грязь и пыль, что сокращает количество света, поглощаемого солнечными модулями. Защитное стекло должно быть гораздо более толстым, чем у обычных панелей, что также не добавляет эффективности.

Внутри дорожного полотна невозможно обеспечить циркуляцию воздуха, соответственно, панели будут неизбежно нагреваться больше, чем при монтаже на кровле. Перегрев снижает эффективность.

Таким образом, очевидно, что солнечная дорога будет вырабатывать меньше, чем кровельная или свободностоящая солнечная электростанция такой же площади.

Одна из первых эксплуатируемых солнечных дорог находится в Нормандии, Франция. Площадь солнечного участка составляет 2 800 м², а установленная мощность — 420 кВт. Дорога стоила 5 млн евро или 11 905 евро за киловатт.

По расчётам, объект должен был вырабатывать 800 киловатт-часов в день, однако недавно опубликованные данные показывают, что выработка составила около 409 кВт*ч/день или 150 000 кВт*ч в год. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составил всего 4%.

В то же время КИУМ обычных солнечных электростанций во Франции превышает 14%, а удельные капитальные затраты, например, фотоэлектрической станции Cestas (мощность 300 МВт) составили 1200 евро, то есть в десять раз меньше, чем у солнечной дороги.

В США компания под названием Solar Roadways разработала «интеллектуальную автомагистраль» с солнечными батареями, включающую датчики и светодиодные индикаторы, чтобы предупреждать о дорожных опасностях и препятствиях, например, появлении животных. В неё также интегрированы нагревательные элементы для растапливания снега зимой.

Их панели SR3 были установлены на небольшом участке тротуара в Sandypoint, штат Айдахо. Площадь составляет 13,9 м², а установленная мощность — 1,529 кВт. В данном случае стоимость составила 27 500 евро за киловатт, что более чем в 20 раз превышает удельную величину капитальных затрат солнечной электростанции Cestas.

Проблема здесь также в том, что и светодиодные датчики, и нагревательные элементы сами потребляют энергию, в результате полезная выработка объекта снижается чуть ли не до нуля. КИУМ за шесть месяцев работы составил всего 0,782%.

Площадь дорог где бы то ни было в-принципе не столь велика, чтобы стремиться использовать их для монтажа солнечных панелей.

В рассматриваемой статье в качестве примера берется дорожная сеть Великобритании. Здесь для размещения фотоэлектрических генерирующих устройств потенциально может быть использовано 2 млрд квадратных метров дорог. В то же время городские здания в стране занимают площадь 17,6 млрд м2. Если незначительную долю кровель этих зданий отдать под размещение солнечных модулей, то можно вырабатывать гораздо больше энергии (и намного дешевле).

Солнечная дорога – это интересный эксперимент, который, может быть, перейдёт в категорию нишевых продуктов, но вряд ли получит широкое распространение в энергетике и дорожном строительстве.