Panele słoneczne na torach kolejowych? Przeprowadzono już pierwsze testy

Innowacyjność w sektorze transportu kolejowego nabiera nowego wymiaru, a to dzięki przełomowym badaniom nad wykorzystaniem energii słonecznej. Włoski producent podkładów kolejowych, firma Greenrail, we współpracy z naukowcami z Politechniki Mediolańskiej, podjęli się pionierskiego projektu testowania podkładów wyposażonych w ogniwa fotowoltaiczne. Celem tych badań jest ocena potencjału produkcji zielonej energii bezpośrednio z torów kolejowych, co może zrewolucjonizować sposób, w jaki myślimy o zrównoważonym rozwoju infrastruktury transportowej.

Pierwsze testy, przeprowadzone na odcinku jednego kilometra, wskazują, że wykorzystanie takich podkładów może przynieść roczną produkcję energii na poziomie kilkudziesięciu megawatogodzin (MWh). To imponujące osiągnięcie pokazuje, że tory kolejowe mogą stać się nie tylko środkiem transportu, ale także źródłem ekologicznej energii. Co więcej, proces utrzymania i czyszczenia tych paneli jest prosty i szybki, co dodatkowo zwiększa ich atrakcyjność.

Firma Greenrail

Greenrail, firma odpowiedzialna za realizację projektu, jest znana ze swojego innowacyjnego podejścia do produkcji podkładów kolejowych. Ich rozwiązania łączą tradycyjny beton z tworzywami sztucznymi pochodzącymi z recyklingu, co nie tylko przyczynia się do wyciszenia ruchu pociągów, ale także zwiększa trwałość i ekologiczność samych produktów. Dodanie ogniw słonecznych do podkładów kolejowych to zatem kolejny krok w kierunku zielonej rewolucji w sektorze transportu.

Pilotażowy projekt w regionie Emilia-Romania

W ramach innowacyjnego pilotażowego projektu, specjalne podkłady solarne zostały zainstalowane na odcinku jednego kilometra trasy kolejowej pomiędzy miastami Modena i Sassuolo w regionie Emilia-Romania we Włoszech.

Przedstawiciele Greenrail podkreślają, że podkłady wyposażone w ogniwa słoneczne są łatwe w montażu, a wygenerowana przez nie energia może być efektywnie przekazywana do krajowego systemu elektroenergetycznego. Szacuje się, że takie rozwiązanie może dostarczyć nawet 35 MWh energii rocznie na każdy kilometr torów. Mając na uwadze kilkanaście tysięcy kilometrów linii kolejowych eksploatowanych na terenie Włoch, potencjał energetyczny tego projektu jest ogromny i obiecujący.

Co z konserwacją fotowoltaicznych podkładów kolejowych?

W komunikacie na oficjalnej stronie Greenrail wskazano, że utrzymanie czystości ogniw fotowoltaicznych w trudnych warunkach pracy na torach kolejowych jest kluczowe dla ich efektywności. CEO Greenrail, Emanuele Occhipinti, w wypowiedzi dla PV Magazine wyjaśnia, że firma opracowała specjalną maszynę wyposażoną w szczotki i zraszacz wodny, która pozwala na szybkie i efektywne czyszczenie podkładów. Proces ten ma zajmować jedynie kilka minut na kilometr trasy, co znacząco ułatwia konserwację systemu.

Pierwsze testy tego innowacyjnego rozwiązania Greenrail przeprowadził już w 2018 roku. Choć na stronie producenta nie podano szczegółowych parametrów technicznych podkładów wyposażonych w ogniwa PV, to sam koncept wzbudza duże zainteresowanie wśród ekspertów z branży energetycznej i transportowej. Potencjalne korzyści, zarówno ekonomiczne, jak i ekologiczne, czynią z tego projektu ważny krok w kierunku zrównoważonego rozwoju infrastruktury kolejowej.

Fotowoltaika na torach kolejowych: plusy i minusy

Fotowoltaika na torach kolejowych, choć wciąż jest to stosunkowo nowa koncepcja, oferuje atrakcyjne korzyści, w tym efektywne wykorzystanie przestrzeni oraz potencjał do znacznego zwiększenia produkcji energii - a to bez ingerencji w dodatkowe tereny. Jednakże, pomysł ten niesie za sobą także szereg wyzwań technicznych i operacyjnych.

Zalety fotowoltaiki na torach kolejowych

• Optymalizacja wykorzystania przestrzeni: Wykorzystując nieużytkowaną przestrzeń między torami, fotowoltaika zapewnia ekonomiczne wykorzystanie ziemi, która inaczej pozostawałaby niezagospodarowana. Dzięki temu, energia odnawialna może być produkowana bez konieczności dodatkowej urbanizacji lub zmiany zagospodarowania przestrzennego, co jest kluczowe w gęsto zabudowanych obszarach miejskich lub wrażliwych ekologicznie regionach.
• Szybkość i łatwość instalacji: Wprowadzenie systemów fotowoltaicznych na torach kolejowych można przeprowadzić z dużą szybkością, minimalizując wpływ na codzienne operacje kolejowe. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu prefabrykowanych modułów, które można bez większego trudu zamontować między torami. Proces ten jest nie tylko szybki, ale również zoptymalizowany kosztowo.
• Minimalny wpływ na środowisko: Instalacja fotowoltaiczna na istniejącej infrastrukturze kolejowej zapewnia dodatkową korzyść w postaci ograniczenia degradacji środowiska. Dzięki temu rozwiązaniu przemysł kolejowy zyskuje możliwość wytwarzania zielonej energii bez potrzeby wycinki lasów, osuszania terenów błotnistych czy innych działań zagrażających biotopom.
• Bezpośrednie zasilanie sieci kolejowej: Wykorzystywanie wytworzonej energii bezpośrednio przez pociągi, stacje czy inne elementy infrastruktury kolejowej, znacznie podnosi efektywność energetyczną systemu. Dzięki temu koleje mogą stać się bardziej samowystarczalne energetycznie, obniżając swoje ogólne zapotrzebowanie na prąd z zewnętrznych źródeł.
• Modułowość i elastyczność: Rozwiązania fotowoltaiczne na torach kolejowych charakteryzują się wysokim stopniem modularności, co pozwala na ich szybką adaptację do zmieniających się potrzeb i warunków. Instalacje mogą być łatwo skalowane w górę lub w dół, zależnie od zapotrzebowania na energię lub dostępności środków.

Wady fotowoltaiki na torach kolejowych

• Problemy z czystością i efektywnością: Panele umieszczone poziomo gromadzą więcej brudu i nie korzystają z naturalnego spływu wody, który pomaga utrzymać czystość paneli nachylonych. W efekcie mogą generować mniej energii, co obniża ogólną efektywność instalacji. Regularne czyszczenie, które jest potrzebne, aby utrzymać optymalną wydajność, może znacząco zwiększać koszty operacyjne.
• Narażenie na kradzież i wandalizm: Fotowoltaika na terenach kolejowych, często oddalonych i słabo monitorowanych, może przyciągać złodziei i wandali. Wysokie koszty związane z zabezpieczeniem tych instalacji mogą znacząco wpływać na ich opłacalność i wymagają skomplikowanych systemów alarmowych oraz fizycznego patrolowania.
• Wpływ warunków fizycznych: Ciągłe wibracje i ciepło generowane przez przejeżdżające pociągi mogą prowadzić do przyspieszonego zużycia komponentów fotowoltaicznych oraz ich uszkodzeń. Wymaga to dodatkowych badań nad materiałami i technologiami, które lepiej zniosą takie warunki.
• Złożoność legislacyjna: Wdrażanie projektów fotowoltaicznych na torach kolejowych wymaga zgodności z wieloma przepisami prawnymi, od bezpieczeństwa, aż po ochronę środowiska. Proces uzyskiwania zgód i spełniania wymagań prawnych może być czasochłonny i kosztowny, co dodatkowo komplikuje całe przedsięwzięcie.
• Koszty inwestycyjne i utrzymaniowe: Wysokie koszty początkowe związane z instalacją i konserwacją fotowoltaiki na torach kolejowych, połączone z ryzykiem potencjalnych awarii i koniecznością regularnej konserwacji, mogą zmniejszyć jej atrakcyjność ekonomiczną. Wymaga to zatem starannej analizy rentowności przed podjęciem inwestycji.

Szwajcaria z podobnym pomysłem

Na możliwość rozwoju fotowoltaiki wzdłuż linii kolejowych zwróciła uwagę również szwajcarska firma Sun-Ways. Pracownicy tego dynamicznie rozwijającego się start-upu, we współpracy z Politechniką w Lozannie, opracowali innowacyjny sposób montażu ogniw fotowoltaicznych pomiędzy szynami kolejowymi. Pierwsze testy tego rozwiązania miały zostać przeprowadzone na torach należących do szwajcarskiego operatora kolejowego Transport Publics Neuchâtelois SA.

Pomimo potencjalnych wyzwań, jakie niesie za sobą implementacja tego rozwiązania, projekt Sun-Ways otwiera nowe możliwości dla wykorzystania energii słonecznej w sektorze transportu kolejowego. Nawet jeśli koncepcja ogniw PV montowanych między szynami nie okaże się w pełni efektywna, innowatorzy nie zrezygnują z poszukiwania alternatywnych metod. Co ciekawe, coraz więcej mówi się o potencjale dachów pociągów jako powierzchni do instalacji ogniw fotowoltaicznych.