環(huán)球零碳
碳中和領域的《新青年》
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Autonocion
撰文| Shushu
編輯 | 小瀾
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裝在鐵軌中間的太陽能板鐵路,可能很快會在全球普及。中國也在跟相關公司洽談。
2025年4月,瑞士初創(chuàng)公司Sun-Ways在納沙泰爾州布特斯附近的一段鐵路上,建設了全球首個鋪設在正常運營鐵路軌道之間的可拆卸式光伏電站。
項目全長約100米,一共安裝48塊太陽能板,總裝機容量約18千瓦,預計每年可發(fā)電約1.6萬千瓦時。
一年多過去,超過11000列火車從太陽能板上方駛過,這套鋪在瑞士鐵路軌道之間的光伏系統(tǒng),沒有出現明顯故障,也沒有影響列車運行。對一個剛開始備受質疑的新技術來說,這比任何宣傳都更有說服力。
最初,該太陽能鐵路計劃只是一個為期三年的試驗。但僅僅運行一年后,法國、意大利、韓國等國家都要與Sun-Ways合作,建造太陽能鐵路。
事實上,這項技術一開始并不被看好,主要有四個點遭到質疑。
一個是鎖定連接裝置。如何讓太陽能板在火車高速通過后仍保持靜止。如果夾具松動或組件移位,就不僅僅是太陽能電站性能下降的問題,而是存在脫軌的隱患。
Sun-Ways為此開發(fā)了一套專門用于鐵軌的可拆卸固定系統(tǒng),經過11000多列火車反復通過的實驗,所有組件依然保持穩(wěn)定,沒有出現脫落或位移。
鐵路運營商TransN也表示,這套系統(tǒng)沒有影響日常維護,沒有干擾鐵路基礎設施,也沒有影響列車正常通行。這說明這條太陽能鐵路已經證明了安全性。
第二個是太陽能板的眩光,可能會造成對火車司機的干擾,同時列車長期震動會導致太陽能板出現微裂紋,增加火災風險。如果太陽能組件破裂,碎片還可能會進入軌道區(qū)域影響運行。
Sun-Ways對太陽能面板結構進行了改進,并添加了防反射濾光片。一年過去了,沒有一位司機反映被眩光影響,太陽能板也沒有出現裂縫甚至完全破裂。
不過瑞士國有鐵路運營商對此依舊持觀望態(tài)度,他們更傾向于將太陽能板安裝在不易被火車碾壓的地方,例如車站屋頂,隔音屏障和維修中心等地。
第三個是安裝在鐵軌上,太陽能板維護不便利、難以清潔。鐵軌需要打磨,枕木需要更換,焊縫需要重焊,如果要維護,聽起來要花費2天時間。
Sun-Ways公司的解決方案是所有部件都能快速拆卸。借助專用工具,工作人員可以在大約十分鐘內將一個包含三塊太陽能電池板、長約六米的組件從軌道和電路上拆下來。
鋪設這些面板的速度更快。瑞士軌道維護公司Scheuchzer制造了一臺名為PUMA的專用機器,Sun-Ways公司稱該機器每小時最多可安裝150塊面板,像鋪地毯一樣沿著軌道展開。
至于清潔問題,一開始Sun-Ways在列車尾部安裝一個圓柱形刷子,用來掃除車廂內的灰塵。但是他們發(fā)現每列經過的列車產生的氣流就能自動將面板吹干凈,因此并不需要頻繁進行特殊清潔。
Sun-Ways表示,試點運行期間,整套電站基本沒有進行額外維護。
第四個是太陽能板只有在特定的角度下安裝才能保證吸收最多的陽光,發(fā)電量最大。安裝在鐵軌上不能保證角度,會影響發(fā)電效率。
Sun-Ways估計,由于鐵路軌道傾斜角度不足造成的發(fā)電量損失僅為10%左右。盡管如此,該項目一年內仍發(fā)電約16000千瓦時。
理論上,太陽能電池板可以鋪設在瑞士全長5317公里的鐵路網絡上——覆蓋面積相當于 760個足球場,是試驗覆蓋面積的5萬倍以上。
Sun-Ways估計,該項目每年有潛力生產約1太瓦時的電力,約占該國總能源消耗量的2%。
當這四個問題都被解決的時候,曾經嘗試過太陽能公路的法國,快速找到了Sun-Ways,希望開展合作。
法國過去把光伏板直接鋪在汽車行駛的路面上。但由于車輛碾壓、路面磨損、積水和結構開裂等問題,項目最終效果并不理想,部分設施后來被拆除。
今年2月,法國國家鐵路公司與Sun-Ways簽訂技術合作協(xié)議。該公司擁有約2.8萬公里鐵路,自稱是最大的電力用戶之一,計劃到2030年,讓光伏發(fā)電滿足約20%的鐵路運營用電需求。
法國國家鐵路公司的合作讓Sun-Ways的技術在業(yè)內受到極大關注。意大利和韓國也希望與Sun-Ways一起組織太陽能鐵路試點。
對意大利來說,Sun-Ways的這種方案最大的吸引力是節(jié)省土地。如果在鐵路旁建設光伏電站,需要額外征地,而鋪設在軌道之間則可以利用現有空間。他們希望用太陽能發(fā)的電能夠為其鐵路牽引電網供電。
韓國政府也已經批準建設太陽能鐵路項目,將在忠清北道五松站附近安裝太陽能電池板試點,計劃先運行兩年,再評估是否向全國鐵路推廣。
印尼和日本也對這項技術頗為關注,從項目啟動以來就一直在跟蹤。除此之外,Sun-Ways還在與荷蘭、中國、印度和新加坡的公司進行洽談。
不過,專門研究線性基礎設施上的太陽能發(fā)電的瓦萊州應用科學大學副教授Julien Pouget 表示,目前還存在一個真正的工程難題。現有技術無法有效地收集和輸送超過約500米長的太陽能發(fā)電線路。只能采用一種特殊的電氣架構,將電流升壓至高壓進行傳輸。
目前瓦萊州應用科學大學已經在與Sun-Ways 創(chuàng)始人共同研究解決方案,將于今年8月提出。
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[1]https://www.euronews.com/2026/07/05/italy-could-be-the-next-country-to-build-a-solar-railway-after-switzerlands-successful-tri
[2]https://www.autonocion.com/us/switzerland-train-solar-power-plant-railway/
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