以前是太陽能驅動軌旁設備，現在火車頭也可以太陽能驅動了。但如何解決火車車體的尺寸和太陽能發電的能量密度之間的矛盾是太陽能提供牽引供電可行性的關鍵問題。
英國西南鐵路公司(SWR，South Western Railway)將于今年8月啟動一項太陽能試點項目，該項目有望使太陽能直接接入電網，為機車提供牽引供電。注意這次即不是軌旁設備供電，也不是機車輔助供電，而是牽引供電。
再看這個之前，小型太陽能發電建議有必要了解其他國家采用太陽能直接給列車供電的案例：
【印度】
印度的“太陽能列車”于2017年7月14日正式投入使用。這列火車總共六節車廂，車頂上搭載了光伏太陽能電池板。
不過這臺車動力部分仍是傳統柴油電力機車，6節車廂每節裝載的4.8kW光伏系統僅用于車廂照明、車廂門操作、廣播等。
而機車動力的主要消耗部分依舊還是柴油。
可趕上實際使用的時候似乎有點 力不從心吧......
【澳大利亞】
澳大利亞的“太陽能列車”于2017年12月17日首秀，首秀地位于澳大利亞新南威爾士州北部的拜倫灣小鎮一條3公里長的觀光線路上。
圖片來源：RenewEconomy這輛改裝過的老式“火車”頂部裝有定制的6.5kW曲面單晶硅光伏組件，當然這些電力不足以驅動火車龐大的身軀，火車內部還裝有采用鋰電池的動力電池模塊、剎車的能量回收裝置以及一套備用柴油動力系統（文字來源：Solarbe索比光伏網）。
圖片來源：Byron Bay Railroad Company如果你還懷疑充電的電力機車能不能算太陽能機車，那火車站屋頂還裝有30kW的并網光伏發電系統，這進一步提高太陽能在火車行駛動力中的占比。
澳洲媒體稱這是世界上第一臺太陽能機車。
【瑞士】
瑞士的一家鐵路運營商Swiss South Eastern Railway AG也對太陽能機車開展了可行性研究。
項目開始的研究重點也是放在如何將光伏組件集成在電力機車的車廂頂部。
但由于這一方案發電量遠低于工程師的預期，公司將后續的研究重點放在了如何利用車站屋頂、站臺頂棚和鐵軌兩側的隔音墻。
然后我們把目光轉回到英國，看看英國的太陽能列車。
The Riding Sunbeams project是英國鐵路行業的第一個此類項目。它是與氣候變化慈善機構10:10（網址：www.1010uk.org）共同開發的，旨在開發可再生能源，以減少排放和未來的交通運營成本。
西南鐵路公司日前正在倫敦Waterloo-Alton線奧爾德肖特車站附近的空地上安裝135塊太陽能電池板。30kWp的“第一盞燈”演示光伏(PV)陣列將連接到牽引系統上的輔助變壓器，以連接到信號設備上。SWR和10:10將利用這些數據來設計和測試能夠直接向直流牽引網絡提供太陽能的系統。
該項目是與10:10，Community Energy South和Network Rail，以及一個由專業工程，可再生能源顧問和大學部門組成的聯盟合作進行的。創新英國公司和運輸部正在資助該項目。
整個項目可以追溯到5年前。2014年10月10日，10:10在蘇塞克斯郡Balcombe村與一個社區能源項目合作，開發一個社區擁有的太陽能農場，當時就提出一個想法——為什么太陽能發電廠不能連接到鐵路線上給火車供電?
因此，2017年10月10日，在與倫敦帝國理工學院(Imperial College London)能源未來實驗室(Energy Futures Lab)，通過與Network Rail磋商，創新英國公司(innovation UK)贏得了資金，與該實驗室合作開展了一項技術可行性研究，以回答這個問題。
太陽能補貼的減少，以及許多地方配電網已滿負荷運行的事實，意味著社區能源項目現在只有在有一個現場客戶可以接收所有發電量的情況下才可行。直流電氣化鐵路恰好填補了這一空缺，因為變電站之間的距離比交流的更近，所以有更多的地方可以供電。由于750v直流電壓接近太陽能電池板產生的電壓，所以只要太陽能發電廠靠近變電站，電力轉換損失就很低。與Network Rail進行磋商后，團隊很快意識到，在鐵路沿線的土地上安裝太陽能電池板是不現實的，因為接入電網需要遵守鐵路網的安全程序，因此太陽能發電廠必須建在鐵路邊界以外的土地上。
太陽能發電監控系統雖然名義上是750v直流電壓，但實際的第三軌電壓可以在500v到950v之間變化，這取決于當時變電站供應的區段中有多少列車，以及它們是否在加速。因此，提出的解決方案是，太陽能發電廠提供一個電源轉換器，不斷匹配的電壓提供給第三軌。在火車班次較少、需求是間歇性的地方，也可以提供電池儲存，以便在沒有需求時儲存可用的電力。
這一點其實與瑞士的思路是一致的。這一構想主要是來自英國分布式光伏發展遇到的困難，由于輸配電線路和變壓器容量限制，雖然有空閑土地，但為分布式系統找到合適的接入點在英國有時并不容易，上述兩家機構認為，解決這一問題的關鍵在于電力的“就地”消化，而電力驅動的鐵路是一個相對獨立且穩定的用電大戶。研究人員為這一構想設計了一套使用儲能緩沖的直流供電系統鏈接采用直流牽引系統的軌道交通，而對交流線路則采用普通的并網方案。
但隨著研究進一步的深入，該項目最初探索使用的DC-DC逆變器開發直流鐵路網上從太陽能電池板到牽引變電站的直接連接的方案是不可行的，因為沒有可用的設備。
相反，現有的設備將用于連接33kV交流饋線系統，該系統將電力從電網供應點(GSPs)輸送到變電站，后者將直流電力供應給第三軌。
據估計，在英國，太陽能可以為第三軌供電的鐵路網（南部鐵路和其他輕軌和有軌電車網絡）提供約10%的牽引電力，這點在商業上是可行的。當然這點受到了太陽能發電廠選址的日照情況，因此產生的電力。
例如，南線每年消耗1.4Twh左右，成本為1.14億英鎊(約占英國所有用途總需求的0.4%)。太陽能發電成本更低(而且隨著時間的推移，這種差距還會擴大)，因此，如果太陽能發電能提供10%的電力，那么每年就能節約4%——大約450萬歐元。
但這里存在了兩個潛在的風險：
將直流電力直接提供給變電站，部分原因是最初的想法是將太陽能電池板安裝在鐵軌旁邊。然而，這意味著太陽能發電廠必須靠近變電所，這就減少了鐵路沿線可能的光伏電場的位置，而且需要儲存，以防止在沒有火車經過的情況下，電力被抽到鄰近的區段，這也將增加電力損失。如果像上述描述的那樣，將太陽能發電廠的輸出轉換成交流電并將其輸送到連接變電站的11kV線路將避免這些成本和損失，并將減少為該項目開發特定的電力轉換設備的需要。
從太陽能發電廠提供一定比例的牽引電力，將增加電網供電需求的波動性和變異性。Network Rail需要與“六大”能源供應商之一簽訂合同。這種變異性和波動性的增加可能會導致能源供應商向鐵路網收取更高的電費，抵消太陽能發電帶來的成本的節約。
但不管怎么樣，根據Waterloo-Alton實際應用的結果，也許更大的太陽能項目未來可以在英國整個第三軌供電的軌道交通網絡上推廣。
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