Cesta do pekla je dlážděná solárními panely. Proč neuspěly silnice, které měly vyrábět elektřinu?

Solární silnice selhaly. Jde o ukázku špatného přístupu i nadšení bez odstupu a kritického myšlení – a současně ukázku toho, že mrhat energií a financemi na neprověřené technologie se nevyplácí.

Solární cesta u Amsterdamu
Zdroj: Reuters

Před několika lety se snad všude psalo o solárních silnicích a chodnících. Myšlenka to byla zajímavá: mělo se jednat o elegantní řešení globální energetické krize a současně odpověď na změny klimatu.

Plán spočíval ve využití povrchu silnic, jichž rok od roku na Zemi neustále přibývá, pro výrobu elektřiny – tedy pokrýt silnice fotovoltaickými panely. Současně měly díky zabudovaným LED světlům v noci svítit, čímž by nahradily dnešní pruhy na silnicích. A v zimě by zase cesty zahřívaly, čímž by levně odstraňovaly sníh a led. Už tehdy to znělo příliš dobře na to, aby to byla pravda.

Několik takových projektů vzniklo jak ve Spojených státech, tak v zemích Evropské unie. Stálo to miliony, ale podle serveru Interesting Engineering ani jediná z těchto silnic není schopná vyrábět energii dostatečně spolehlivě a levně. Tyto cesty jsou totiž nesmírně drahé a současně neefektivní – vyrábějí totiž mnohem méně elektřiny, než si jejich autoři slibovali. A současně výrazně méně, než kdyby se vložené finance použily třeba na klasické solární elektrárny, nebo dokonce výkonné elektrárny větrné.

Prototyp solární silnice v USA
Zdroj: Wikimedia Commons
Autor: Dan Walden - http://www.solarroadways.com/hirespics.html

Silnice na celém světě měří asi 16,5 milionu kilometrů, teoreticky by je bylo možné pokrýt až 130 miliony metry čtverečními solárních panelů – což by znamenalo bezproblémové zabezpečení všech energetických potřeb lidstva. Místo toho způsobily za sedm let existence spoustu problémů, nejčastěji s údržbou.

Světlo, více světla

Podle kritiků je hlavní problém v tom, že autoři solárních silnic neměli dostatečně „inženýrské myšlení“. Na tradičních solárních elektrárnách jsou panely nakloněné – na těch obyčejných na tu část oblohy, odkud dopadá nejvíc slunečního světla, na těch pokročilejších se dokonce panely za světlem samy otáčejí. Díky tomu dokáže průměrný solární panel absorbovat asi 20 procent energie, která na něj dopadá.

Solární silnice naopak musí být ploché – nemohou tedy zachytávat sluneční energii z optimálního úhlu, velké množství se neabsorbuje, ale jen odrazí. Existují studie, které prokázaly, že pokud je solární panel „naležato“, znamená to až ztrátu 60 procent energie ve srovnání s panelem, který se za sluncem natáčí.

Ani to ale není všechno. Pokud je na solární silnici silnější doprava, stíní slunečním paprskům navíc i auta. Další stín představuje pro panely cokoliv v jejich okolí – stromy, rostliny nebo dým ze zplodin projíždějících vozů. Silniční panely jsou oproti klasickým solárním elektrárnám v zásadní nevýhodě, a to ještě ani nedošlo na potřebu jejich údržby.

Ani LEDky nefungují

Jako problematické se ukázalo také použití LED světel, která měla nahradit klasické namalované pruhy. Současný pokrok ve vývoji těchto diod zatím není dostatečný na to, aby se daly tímto způsobem využít.

Spotřeba energie je stále příliš vysoká a současně nejsou diody dostatečně silné na to, aby dávaly dost světla pro běžný provoz, prokázalo sedm let testování v praxi. Zejména ve dne, když jim konkuruje sluneční světlo, jsou vidět velice špatně. Dokonce tak, že jsou prakticky neviditelné.

Prokázal to americký experiment, během něhož se hned první den celý mechanismus pokazil a později se vzňal – a to celé jen proto, aby nakonec neměl dost energie na to, aby byla světla ve dne dost viditelná. V roce 2017 byl systém vylepšen, ale stále to nestačí k tomu, aby zařízení fungovalo tak, jak se předpokládalo.

Sklo je sklo

Solární panely jsou skleněné, respektive pokryté skleněnou vrstvou, aby se dovnitř dostalo světlo. Přes zásadní pokroky ve výrobě a úpravě skla je to stále ještě materiál, který je velmi křehký ve srovnání s těmi, které se na povrch silnic používají běžně.

Ani ty nejlepší úpravy nedokážou zabránit tomu, aby povrch nepoškrábal písek, prach a kamínky, které se na nich usazují. Navíc se přitom uvolňují kousíčky skla, které odletují do okolí a mohou způsobit spoustu problémů.

Uvažovalo se sice také o tom, že by se sklo nahradilo pokročilými polymery, ale ty jsou na použití v takovém množství příliš drahé. Navíc se tyto materiály vyrábějí především z fosilních paliv, což zase popírá smysl solárních panelů, tedy omezit využívání fosilních zdrojů.

Absurdně vysoké ceny

Společnost Solar Roadways, která s tímto druhem panelů experimentuje, uvádí, že pokud by se podařilo pokrýt silnice jen v těch jižních státech USA solárními panely, vyrobilo by se tak třikrát víc elektřiny, než Spojené státy dnes spotřebují. I kdyby to byla pravda, stálo by to 20 bilionů dolarů, což je pětinásobek amerického rozpočtu.

Experti neodsuzují samotnou myšlenku solárních cest, ta je stále velmi elegantní, ale spíše to, že ještě není technologicky proveditelná. „V některých případech ty technologie ještě ani neexistují,“ popsal problém solárních silnic profesor Jonathan Levine. 

Klasickou ukázkou nepovedeného solárního projektu je taková cesta v americkém Idahu u města Sandpoint. Budovala se šest a půl roku, stála kolem čtyř milionů dolarů – a od začátku ji provázely problémy. Během prvního týdne testovacího provozu se rozbilo 25 ze 30 solárních panelů, i po opravách se ale ukázalo, že projekt trpí množstvím chyb. Tento projekt je totiž schopný přes enormní náklady vyrobit jen 0,62 kWh elektřiny za den, což stačí tak na provoz jedné mikrovlnné trouby.

A funguje to někde?

Více úspěchů než v USA mají se solárními panely na cestách například v Asii, ale tam se na nich nepokoušejí nechávat jezdit automobily. Experimentální solární cesty fungují například v čínském Ťi-nanu, kde je místo skla použitý průsvitný beton a mohou se po něm pohybovat jen chodci nebo jízdní kola. Jediným větším problémem tohoto projektu byla krádež několika panelů v prvních dnech fungování solárního chodníku.

V Jižní Koreji zase vyzkoušeli solární panely jako zastřešení pro cyklostezku, které vede mezi dvěma pruhy dálnice: 

V nizozemském městě Krommenie zase už od roku 2014 funguje solární cyklostezka SolaRoad, která měří 70 metrů. Podle města je projekt úspěšný, za první rok provozu stezka vyrobila dostatek energie pro tři domácnosti.