W zeszłym roku szwajcarski start-up Sun-Ways uruchomił pilotaż pierwszej na świecie instalacji fotowoltaicznej rozłożonej między torami kolejowymi w miejscowości Buttes, położonej w okręgu Val-de-Travers w Szwajcarii. Projekt okazał się sukcesem, a więc pomysł nadaje się do komercjalizacji, jednak nadal pozostaje sporo wyzwań dla tej technologii. 

W dobie transformacji energetycznej świat poszukuje nowych miejsc i technologii, które może wykorzystać do produkcji czystej energii. Tory kolejowe wydają się być więc idealną przestrzenią do instalacji OZE. Pilotażowy projekt w Szwajcarii zajął 100 metrów, gdzie na trasie zainstalowano 48 specjalnie zaprojektowane panele fotowoltaiczne o łącznej mocy 18 kWp. Już po roku testów okazało się, że instalacja sprawuje się bardzo dobrze, dlatego prawdopodobnie teraz wzdłuż linii kolejowej zostanie zainstalowany stały system PV. 

Położenie paneli na torach jest największym wyzwaniem 

Wyzwaniem pozostaje wydajność instalacji ze względu na to, że panele są rozłożone płasko między szynami, tymczasem są one często montowane pod określonym kątem, aby zapewnić maksymalną absorpcję światła słonecznego w ciągu całego roku. Na przykład w Hiszpanii optymalny kąt nachylenia dla uzyskania najwyższej wydajności mieści się w przedziale od 30° do 35°. Według badania opublikowanego w 2022 roku w serwisie naukowym Science Direct, nachylenie paneli słonecznych pod kątem 34° na Półwyspie Iberyjskim skutkowało rocznymi stratami produkcji energii na poziomie poniżej jednego procenta. Dlatego też spadziste dachy są naturalnie dogodnym miejscem do montażu paneli, podczas gdy ogrodzenia, balkony czy płaskie dachy generują w porównaniu z nimi mniej energii. Firma Sun-Ways szacuje, że straty w produkcji energii wynikające z braku nachylenia paneli kolejowych wynoszą zaledwie około 10 procent. Mimo to w ciągu roku projekt pozwolił na wytworzenie około 16 000 kWh energii.

Dla porównania, to mniej więcej tyle, ile w tym samym czasie zużywa przeciętne brytyjskie gospodarstwo domowe, w którym wszystkie urządzenia – w tym ogrzewanie, podgrzewanie wody, oświetlenie i sprzęt AGD – zasilane są energią elektryczną. Teoretycznie panele słoneczne można by zainstalować na całej szwajcarskiej sieci kolejowej o długości 5317 kilometrów. Zajęłyby one powierzchnię odpowiadającą 760 boiskom piłkarskim, czyli ponad 50 000 razy większą niż obszar objęty projektem pilotażowym. Firma Sun-Ways szacuje, że takie rozwiązanie mogłoby generować rocznie około jednej terawatogodziny (TWh) energii elektrycznej, co stanowi mniej więcej 2% całkowitego zużycia energii w kraju.

Panele kolejowe ruszają w świat 

Przekształcenie torów kolejowych w źródła energii odnawialnej to nie lada wyzwanie, wiążące się z szeregiemtrudności. Jedną z głównych obaw, wcześniej podnoszoną przez Międzynarodowy Związek Kolei (UIC), było ryzyko powstawania mikropęknięć w panelach, zwiększone zagrożenie pożarowe oraz możliwość oślepiania maszynistów przez odbite światło słoneczne. Firma Sun-Ways rozwiązała te problemy, opracowując panele bardziej wytrzymałe od tych montowanych na dachach i wyposażając je w powłokę antyrefleksyjną. Wbudowane czujniki monitorują prawidłowe działanie instalacji, a specjalne szczotki zamontowane na końcach pociągów usuwają zanieczyszczenia z powierzchni paneli. Zapytana o ewentualne problemy w pierwszym roku eksploatacji, firma Sun-Ways poinformowała, że instalacja działała bez zarzutu i nie wymagała przeprowadzania żadnych specjalnych zabiegów konserwacyjnych.

W ramach pierwszego projektu pilotażowego energia elektryczna jest przesyłana bezpośrednio do sieci.  Sun-Ways pracuje jednak już nad tym, by trafiała ona bezpośrednio do kolejowych podstacji trakcyjnych lub do sieci trakcyjnej. Po udanych testach w Szwajcarii firma Sun-Ways podpisała właśnie umowę o współpracy z włoskim partnerem, który utrzymuje kontakty z krajowym zarządcą infrastruktury kolejowej – Rete Ferroviaria Italiana. Wkrótce zostaną przedstawione plany uruchomienia projektu pilotażowego we Włoszech. Sun-Ways uzyskała również zgodę władz na realizację kolejnej instalacji fotowoltaicznej na torach w Korei Południowej, a jednocześnie prowadzi rozmowy z firmami z Holandii, Chin, Indii i Singapuru.