Panele słoneczne między torami. Kolej może zacząć produkować energię

Na pierwszy rzut oka pomysł wydaje się mało praktyczny. Panele fotowoltaiczne zwykle montuje się na dachach lub specjalnych konstrukcjach ustawionych pod odpowiednim kątem do słońca. Tory kolejowe są płaskie, regularnie przejeżdżają po nich ciężkie pociągi, a cała infrastruktura wymaga stałego utrzymania. Właśnie dlatego szwajcarski test był sprawdzianem nie tylko samej produkcji prądu, ale też odporności instalacji na codzienną pracę kolei.

Mimo to właśnie między szynami powstała pierwsza instalacja, która udowodniła, że takie rozwiązanie może działać.

Za projektem stoi szwajcarski startup Sun-Ways. W 2025 r. firma uruchomiła w miejscowości Buttes, w kantonie Neuchâtel, pierwszy na świecie odcinek aktywnej linii kolejowej wyposażonej w panele fotowoltaiczne zamontowane pomiędzy szynami. To krótki fragment torów, ale dobrany tak, by pokazać, czy technologia poradzi sobie w warunkach normalnego ruchu kolejowego.

Pierwsza słoneczna linia kolejowa już działa

Pilotaż objął zaledwie 100 m torów. Zamontowano tam 48 specjalnie zaprojektowanych paneli o łącznej mocy 18 kWp. Początkowo test miał potrwać trzy lata i sprawdzić, czy instalacja wytrzyma codzienną eksploatację oraz zmienne warunki pogodowe. W praktyce chodziło między innymi o drgania, zabrudzenia, wodę, temperaturę i dostęp ekip technicznych do torowiska.

Po pierwszym roku wyniki okazały się jednak na tyle dobre, że firma zaczęła przygotowywać stałą instalację.

W ciągu dwunastu miesięcy panele wyprodukowały około 16 tys. kWh energii elektrycznej. To ilość odpowiadająca mniej więcej rocznemu zużyciu energii przez przeciętny dom ogrzewany wyłącznie prądem. Jak na instalację o długości 100 m, wynik pokazuje, że nawet niewielkie odcinki torów mogą mieć mierzalny udział w produkcji energii.

Energia z pilotażowej instalacji trafia obecnie bezpośrednio do sieci elektroenergetycznej. Kolejnym krokiem ma być zasilanie nią infrastruktury kolejowej, w tym podstacji trakcyjnych lub nawet samych linii zasilających pociągi.

Czy płaskie panele mają sens?

Jednym z głównych argumentów przeciwko takiemu rozwiązaniu jest niższa wydajność paneli ułożonych poziomo. W fotowoltaice kilka stopni nachylenia potrafi mieć znaczenie, zwłaszcza gdy instalacja ma pracować przez cały rok.

Fotowoltaika osiąga najwyższą sprawność, gdy moduły są ustawione pod odpowiednim kątem. W Hiszpanii optymalne nachylenie wynosi około 30 do 35 stopni. Badania opublikowane w 2022 r. pokazały, że ustawienie paneli pod kątem 34 stopni powoduje roczne straty produkcji mniejsze niż 1 proc.

Tory kolejowe nie dają takiej możliwości. Panele muszą leżeć płasko między szynami. Nie można ich dowolnie pochylać, bo muszą zmieścić się w skrajni toru i nie mogą przeszkadzać w przejazdach ani pracach utrzymaniowych.

Według Sun-Ways oznacza to spadek produkcji energii o około 10 proc. Firma uważa jednak, że jest to akceptowalna cena za możliwość wykorzystania ogromnej powierzchni, która już istnieje i nie wymaga zajmowania nowych terenów.

Największą zaletą projektu nie jest rekordowa wydajność pojedynczego panelu, lecz skala. W samej Szwajcarii sieć kolejowa liczy 5317 km. To infrastruktura, która przecina kraj i w wielu miejscach jest dobrze nasłoneczniona.

Gdyby panele zamontowano na całej jej długości, zajęłyby powierzchnię odpowiadającą około 760 boiskom piłkarskim. Według szacunków startupu mogłyby produkować około 1 TWh energii rocznie, czyli mniej więcej 2 proc. całkowitego zużycia energii elektrycznej w kraju.

Pociągi, kurz i bezpieczeństwo

Instalowanie paneli między torami rodzi również pytania o bezpieczeństwo i trwałość całego systemu. Kolej jest infrastrukturą, w której awaria drobnego elementu może mieć konsekwencje dla bezpieczeństwa ruchu, dlatego takie rozwiązania muszą spełniać ostrzejsze wymagania niż zwykła instalacja na dachu.

Międzynarodowy Związek Kolei zwracał wcześniej uwagę na ryzyko powstawania mikropęknięć, możliwość wzrostu zagrożenia pożarowego oraz odbicia światła, które mogłyby rozpraszać maszynistów.

Twórcy projektu przekonują, że rozwiązali te problemy już na etapie projektowania. Panele są znacznie bardziej wytrzymałe niż standardowe moduły montowane na dachach. Zastosowano również powłokę ograniczającą odbicia światła. Ma to znaczenie szczególnie na prostych odcinkach torów, gdzie maszynista przez dłuższy czas patrzy w jednym kierunku.

System wyposażono w czujniki monitorujące jego pracę, a czyszczenie paneli odbywa się niemal automatycznie. Do końca wybranych pociągów przymocowano specjalne szczotki, które podczas przejazdu usuwają z powierzchni modułów kurz i drobne zanieczyszczenia.

Jak informuje Sun-Ways, przez pierwszy rok eksploatacji instalacja działała bez żadnych problemów i nie wymagała dodatkowych prac serwisowych. To ważny argument, bo koszty utrzymania mogłyby szybko odebrać sens technologii, która ma być prosta i możliwa do zastosowania na dużą skalę.

Nie bez znaczenia jest także sposób montażu. Panele nie są trwale przytwierdzone do podłoża. Można je stosunkowo szybko zdemontować, jeśli dany odcinek torów wymaga naprawy lub modernizacji.

Po Szwajcarii czas na Włochy i kolejne kraje

Sukces pilotażu sprawił, że projekt zaczął budzić zainteresowanie poza Szwajcarią. Dla wielu państw to atrakcyjny trop, bo pozwala myśleć o fotowoltaice bez kolejnych sporów o grunty rolne, krajobraz i zajmowanie wolnych działek.

Firma podpisała już umowę o współpracy z włoskim partnerem, który prowadzi rozmowy z zarządcą krajowej infrastruktury kolejowej, Rete Ferroviaria Italiana. Szczegóły włoskiego projektu pilotażowego mają zostać przedstawione w najbliższych miesiącach.

Sun-Ways otrzymał również zgodę na budowę podobnej instalacji w Korei Południowej. Trwają także rozmowy z partnerami z Holandii, Chin, Indii i Singapuru. Jeśli te rozmowy zakończą się kolejnymi testami, technologia zostanie sprawdzona w bardzo różnych warunkach klimatycznych i kolejowych.

To pokazuje, że pomysł nie jest traktowany wyłącznie jako ciekawostka techniczna. Coraz więcej krajów szuka sposobów na zwiększenie produkcji energii odnawialnej bez zajmowania kolejnych terenów pod farmy fotowoltaiczne. Tory kolejowe, których w Europie są dziesiątki tysięcy kilometrów, mogą okazać się jedną z niewielu powierzchni już przekształconych przez człowieka, a jednocześnie wciąż niewykorzystanych do produkcji energii.

Nie oznacza to, że panele między szynami zastąpią klasyczne elektrownie słoneczne. Mogą jednak stać się ich uzupełnieniem, szczególnie tam, gdzie trudno znaleźć miejsce pod nowe instalacje. Jeśli kolejne pilotaże potwierdzą szwajcarskie doświadczenia, kolej przyszłości będzie nie tylko przewozić pasażerów, ale także produkować prąd potrzebny do własnego funkcjonowania.