Фотоволтаиците могат да осигурят по-голяма част от електричеството за градските сгради
(снимка: CC0 Public Domain)
Много от големите градове по света могат да станат енергийно самодостатъчни, ако се интегрират фотоволтаични технологии в сградите, твърди проучване. Ново широкомащабно моделиране наскоро показа, австралийският град Мелбърн може да си осигурява три-четвърти от необходимата електроенергия само от соларни панели, разположени по покривите и стените на постройките – жилищни и комерсиални.
Проучването, водено от членове на изследователския център ARC и няколко партньорски университета, е първото по рода си в света. То бе публикувано в сп. Solar Energy. Изследователите са моделирали жизнеспособността и въздействието на интегрираните фотоволтаици в градски мащаб. Това включва соларни панели за монтаж върху покривите, върху стените и при прозорците. Последното касае прозрачните фотоволтаични системи, които се прикрепват върху съществуващи прозорци и осигуряват прозрачност, като същевременно генерират слънчева електроенергия.
Резултатите показват, че цялостното възприемане дори на само една от съществуващите фотоволтаични технологии – покривните панели – в голяма мащаб, т.е. в целия град, би могло радикално да трансформира енергийния пейзаж, отбелязва TechXplore. Добиваното електричество може да намали значително нуждата от ток от електропреносната мрежа.
Още по-добри са резултатите, ако наред с покривните инсталации се интегрират и други фотоволтаични технологии, включително някои „нововъзникващи” – такива като високоефективните „слънчеви прозорци” и, разбира се, вертикалните соларни панели, които се разполагат по стените и фасадите на сградите.
Изследователите се надяват, че откритията им ще повлияят на вземането на решения за формиране на бъдещите енергийни политики. До този момент повечето стимули за възобновяема енергия са били без ясен фокус. Ако обаче те се насочат към насърчаване на неоползотворения потенциал на покривите и фасадите, това ще превърне сградите – нови и съществуващи – в малки електроцентрали, които покриват частично или изцяло електропотреблението си.
При моделирането в градски мащаб учените са открили, че фотоволтаиците могат да осигурят 74% от потреблението на електричество в сградите в Мелбърн. Слънчевата енергия, добивана чрез покривни панели, ще има най-голям дял – 88% от всичката енергия, произведена от сградно-интегрирани PV системи (BIPV).
Соларните модули, инсталирани по вертикалните фасади, би съставлявала 8% от добитото електричество. Други 4% биха могли да идват от новото поколение прозрачни фотоволтаични системи, които се интегрират директно в самите прозорци.
По отношение на последните два вида инсталации, макар техният дял да е относително малък в общото количество соларна електроенергия, учените отбелязват, че „интегрираните в стени и прозорци PV системи страдат значително по-малко от намаляване на ефективността през зимните месеци в сравнение със слънчевите модули по покривите”. Това означава, че те биха работили равномерно през цялата година.
Изводите от проучването в Мелбърн са приложими и за голяма част от другите големи градове по света. Разбира се, за всеки отделен случай следва да се направи детайлно моделиране, за да се вземат предвид височините на сградите, така нареченото ослънчаване, сенките от околни обекти (съседни сгради, дървета и др.), съотношенията между прозорци и плътни стени във всяка сграда.
От значение е и това, че градовете на по-големи географски ширини (Мелбърн се намира на 37,8 градуса южна ширина) отчитат по-голяма разлика в летния и зимния ъгъл на падане на слънчевите лъчи. През зимата слънцето е по-ниско. Тогава ъгълът на падане на светлината върху покривните панели е по-малък, но пък ъгълът на падане върху вертикалните, стенно-интегрирани фотоволтаични панели, е по-голям.
„Използвайки фотоволтаична технология, която е вече налична и достъпна комерсиално, и предвид напредъка на сградно-интегрираните слънчеви технологии през следващите десет години, ние бихме могли да видим как градовете се доближават до нулевовъглеродното бъдеще”, коментира водещият автор професор Яцек Ясиеняк.
Той и колегите му смятат, че изводите от изследването трябва да се вземат под внимание при формирането на новите политики за насърчаване на ВЕИ. Вече не е оправдано да се дават просто финансови стимули за какви да е ВЕИ инсталации. Вместо това новите насърчителни схеми трябва да се фокусират върху това да подтикнат собствениците на сгради да оползотворят фотоволтаичния потенциал на покривите и стените.
В този контекст не бива да се подценяват и новите соларни технологии, които позволяват напълно прозрачни прозорци да произвеждат електроенергия.
