Studiu cu rezultate neașteptate. Panourile solare de pe acoperișuri modifică temperaturile în timpul zilei și al nopții

Este concluzia unei cercetări care a fost condusă de Dr. Ansar Khan de la Universitatea din Calcutta și co-semnată de profesorul Mattheos Santamouris de la UNSW Sydney Scientia, potrivit Tech Xplore.

Studiul arată că panourile solare fotovoltaice pot crește temperaturile în zilele caniculare și le pot scădea noaptea.

Astfel, aceștia au constatat că, într-un scenariu cu acoperire completă cu panouri solare fotovoltaice convenționale (RPVSP) într-un oraș, temperatura urbană ar putea crește ziua cu până la 1,5°C în timpul perioadelor de vârf ale verii și ar putea scădea noaptea cu până la 0,6°C.

Constatările, publicate în Nature Cities, nu sugerează că aceste panouri nu sunt o soluție importantă în materie de energie regenerabilă în tranziția de la combustibilii fosili. În schimb, cercetătorii spun că acestea evidențiază oportunitatea de a dezvolta soluții integrate pentru RPVSP, cum ar fi materiale reflectorizante pentru acoperișuri și combinații de verdeață, pentru a echilibra numeroasele lor beneficii cu potențialele lor dezavantaje în mediul urban.

Citește și

La ce trebuie să fii atent când îți instalezi panouri fotovoltaice. “Nu apelați la intermediari!”

"Panourile solare fotovoltaice reprezintă o tehnologie semnificativă în materie de energie regenerabilă, dar ele pot schimba condițiile locale ale orașelor atunci când sunt instalate pe acoperișuri la scară largă", spune profesorul Santamouris, titularul catedrei Anita Lawrence de arhitectură de înaltă performanță la UNSW Arts, Design & Architecture.

"Înțelegerea acestor schimbări este esențială pentru factorii de decizie care iau în considerare utilizarea RPVSP la nivelul întregului oraș și strategiile necesare pentru a le implementa eficient." - mai spune el.

Pentru studiu, echipa de cercetare a analizat impactul RPVSP-urilor în diferite scenarii de acoperire în Kolkata, India. De asemenea, au efectuat studii de sensibilitate RPVSP specifice orașului pentru alte patru orașe - Sydney, Austin, Atena și Bruxelles - pentru a-și compara concluziile cu cele din Kolkata.

"Am constatat că există o asociere liniară între creșterea temperaturii și procentul de acoperișuri acoperite cu sisteme fotovoltaice", spune profesorul Santamouris. "În scenariul maxim de acoperire de 100% în timpul perioadei de vârf a verii, datele noastre arată că RPVSP conduc la o creștere semnificativă a temperaturii în timpul zilei."

Prof. Santamouris spune că efectul termic al instalațiilor fotovoltaice cu o acoperire de 100% a acoperișurilor ar reduce o mare parte din beneficiile energiei regenerabile.

Estimările arată că, în Sydney, aproape 40 % din energia electrică produsă de instalațiile fotovoltaice este utilizată pentru a compensa impactul supraîncălzirii prin sarcini suplimentare de răcire - în principal aer condiționat.

"Atunci când RPVSP sunt instalate pe acoperișuri, acestea absorb o cantitate semnificativă de energie solară, convertind o parte din aceasta în energie electrică și generând căldură în acest proces", spune profesorul Santamouris.

"Acest lucru se datorează în primul rând albedoului (reflectanței) mai scăzut al panourilor, dar și fluxului de aer peste partea superioară și inferioară a PVs, care amplifică efectul de încălzire."

Acest lucru înseamnă că, în perioada de vârf a verii, suprafața poate ajunge la o temperatură de 70°C, făcând imposibil efectul de răcire asupra temperaturii urbane.

În schimb, transferul de căldură prin radiație pe timp de noapte face ca temperatura de la suprafața panourilor fotovoltaice să fie mai scăzută decât temperatura urbană pe timp de noapte, reducând astfel temperatura aerului din jur. Acesta este un beneficiu crucial, deoarece se preconizează că impactul încălzirii climatice va fi resimțit cel mai acut în timpul nopților, care s-ar putea încălzi în medie cu aproximativ 4°C în următorul secol, mai spune profesorul Santamouris.

Studiul a arătat, de asemenea, că RPVSP pot avea efecte complexe suplimentare asupra altor condiții locale.

În special, acestea pot reduce concentrațiile de poluanți prin creșterea stratului limită planetar - partea inferioară a atmosferei care este influențată de condițiile de la suprafața Pământului - ceea ce duce la creșterea vitezei vântului și la diluarea poluanților.

"RPVSP-urile sporesc, de asemenea, pătrunderea brizei marine de coastă în interiorul orașelor de coastă, reducând în același timp concentrația de poluanți la nivelul solului", spune profesorul Santamouris. "Acest lucru compensează într-o oarecare măsură efectul creșterii temperaturii în timpul zilei și este important pentru orașe precum Kolkata, unde problema poluanților este foarte presantă."