Розкрито несподіваний вплив сонячних панелей на міста: корисні та шкідливі одночасно

Дослідження в місті Ліон (Франція) показало, що сонячні панелі на дахах міських будівель можуть підвищувати денну температуру до 0,72 °C і охолоджувати нічну до 0,42 °C.

Група під керівництвом учених з Університету Нового Південного Уельсу (Австралія) вивчила вплив фотоелектричних сонячних панелей на міське середовище. Результати опублікували в журналі Solar Energy.

Вчені хотіли краще зрозуміти, як сонячні панелі на дахах будівель впливають на тепловий та енергетичний баланс протягом дня і ночі. Вони застосували високоточне моделювання за допомогою моделі Weather Research and Forecasting (WRF) для двох періодів: з 14 до 20 серпня 2023 року і з 26 до 31 березня 2023 року.

Команда окремо розглянула три варіанти, коли дахи були покриті панелями на 25%, 60% і 100%. У всіх випадках фотоелектричні панелі моделювалися з альбедо 0,11, коефіцієнтом випромінювання верхньої поверхні 0,79, коефіцієнтом випромінювання нижньої поверхні 0,95 і ефективністю перетворення 0,19. Глибина комірки була встановлена рівною 6,55 мм, а температурний коефіцієнт — 0,0045 °C.

Результати показали, що за 100% покриття даху фотоелектричні системи, встановлені на даху, спричиняли локальне потепління в денний час, підвищуючи температуру повітря біля поверхні землі до 0,72 °C. При 25% і 60% покритті температура повітря на висоті 2 метрів підвищувалася на 0,2 °C і 0,48 °C відповідно. Однак вночі панелі створювали охолоджувальний ефект: температура повітря біля поверхні землі знижувалася до 0,42 °C за повного покриття, на 0,3 °C за 60% і на 0,27 °C за 25%.

Цікаво, що модулі за повного покриття знизили денну температуру поверхні даху в середньому на 2,09 °C, що знизило потребу в роботі кондиціонерів приблизно на 5%. Але при цьому дах гірше охолоджувався вночі, і його середня температура підвищилася на 1,61 °C.

Важливо відзначити, що електроенергія, що виробляється RPVSP, значно компенсувала споживання: при 100% покритті панелі виробляли в середньому 227,7 Вт-год-м², компенсуючи 85,9% загальної добової потреби в кондиціонуванні повітря в 265,1 Вт-год-м².

Раніше писали, як сонячні панелі наближають водну катастрофу в Пакистані. Місцеві фермери все частіше користуються насосами, що працюють за допомогою відновлюваної енергії, і це вже знизило рівень ґрунтових вод на 18 метрів.