Оказва се, че соларните панели на покривите влияят на микроклимата в градовете
(снимка: CC0 Public Domain)
Научно моделиране и полеви тестове в градове на различни места по света показаха, че поставянето на слънчеви панели на покривите на сградите променя микроклимата. И по-конкретно – дните стават по-топли, а нощите по-хладни.
Международен екип от учени от Индия, Австралия, Съединените щати и Европа проведе първото по рода си цялостно проучване за въздействието на покривните слънчеви фотоволтаични инсталации върху градския климат. Изследването, публикувано в Nature, е особено ценно с изготвянето на най-пълния до момента дигитален модел за оценка на влиянието на слънчевите панели върху микроклимата на градовете.
Изчислителният инструмент, предложен от учените, използва нов модел за изследване и прогнозиране на времето – WRF, който интегрира енергиен модел на сградата (BEM) и параметризация на ефекта на сградата (BEP). Моделът е тестван на десет места за наблюдение в Колката (Индия) с помощта на експериментално получени данни.
Въпреки че има и други изследвания за въздействието на RPVSP (слънчевите инсталации на покрива) върху градската среда, повечето от тях се основават на специфични полеви експерименти или моделиране в мащаб на сграда, без изчерпателни анализи в мащаб на множество градове. Тези изследвания не вземат предвид конвективния пренос на топлина между повърхността на покрива и дъното на слънчевите панели.
„Нашето изследване се справя с тези пропуски чрез включване на нови параметри за RPVSP, включително конвективен пренос на топлина, което води до по-съгласувани резултати с други проучвания, отчитащи подобни съображения”, казва екипът.
В Колката са проведени 5 експеримента през един от най-горещите месеци. Коефициентът на отражение на голия покрив (албедо) е приет за 0,15. По време на експеримента са проучени варианти за запълване на градските покриви със соларни панели на ниво 0,25, 0,50, 0,75 и 1,0 от площта. Албедото на панела, ефективността на преобразуване и емисионната способност се зададени съответно на 0,11, 0,19 и 0,95.
Технологията на измерване е тествана първо в Колката и след това валидирана в Сидни (Австралия), Остин (Тексас, САЩ), Атина (Гърция) и Брюксел (Белгия), за да се гарантира, че резултатите не са ограничени до определена климатична зона.
Оказва се, че поставянето на слънчеви панели на покривите на къщи в градовете повишава дневните температури на нивото на земята с 1,1-1,9°C (на някои места повече, на други по-малко). Също така, панелите на покривите допринасят през нощта температурата на въздуха на нивото на земята да е малко по-ниска – с 0,3-0,8°C.
И накрая, и най-съществено, покривните панели засилват смесването на въздуха по градските улици, което повдига така наречения планетарен граничен слой – най-ниската част от атмосферата, на която пряко влия земната повърхност – до височина от 615,6 м. Това намалява замърсяването на въздуха на нивото на земята и може да се счита от полза за градовете и техните жители.