Πώς τα φωτοβολταϊκά στη στέγη ανεβάζουν την θερμοκρασία των πόλεων
Η επίδραση των φωτοβολταϊκών στο μικροκλίμα
Ο ρόλος των φωτοβολταϊκών συστημάτων στη στέγη έχει γίνει αντικείμενο πολλών συζητήσεων τα τελευταία χρόνια. Είναι γνωστό ότι συμβάλλουν στην παραγωγή καθαρής ενέργειας, αλλά μπορεί άραγε να επιτείνουν το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας; Αυτή είναι η κεντρική ερώτηση που θέτουν οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ.
Πειραματική μελέτη στο Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ
Από το 2020, έχει γίνει εγκατάσταση πάνω από 8.000 ηλιακών πάνελ σε 50 διαφορετικές τοποθεσίες μέσα στον πανεπιστημιακό χώρο. Αυτά τα πάνελ έχουν τη δυνατότητα να παράγουν έως 3 εκατομμύρια kWh ηλεκτρικής ενέργειας. Κατά τη διάρκεια αυτοψιών, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι επιφάνειές τους ήταν ιδιαίτερα ζεστές, ακόμη και ικανές να μαγειρέψουν φαγητό, προσδιορίζοντας την ανάγκη για περισσότερη ανάλυση.
Υψηλότερες θερμοκρασίες στις στέγες με φωτοβολταϊκά
Τα πρώτα αποτελέσματα της έρευνας αποκάλυψαν σημαντικές θερμοκρασιακές διαφορές. Στον πιο ζεστό μήνα, τον Ιούλιο, οι στέγες με φωτοβολταϊκά παρουσίασαν θερμοκρασία του αέρα κατά 1,3 °C υψηλότερη σε σχέση με τις συμβατικές στέγες, ενώ η διαφορά μπορούσε να φτάσει μέχρι 5,2 °C κατά τη διάρκεια μετρήσεων των θερμοκρασιών.
Θερμική συμπεριφορά των ηλιακών πάνελ
Κατά τη διάρκεια καύσωνα, η θερμοκρασία των ηλιακών πάνελ μπορεί να φτάσει έως και 65,8 °C. Οι επιφάνειές τους, λόγω της υψηλής απορροφητικότητας της ηλιακής ακτινοβολίας, δεν συμβάλλουν μόνο στην παραγωγή ενέργειας, αλλά επίσης στο αύξηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος.
Σημαντικές συνέπειες για τη ζήτηση ενέργειας
Η αύξηση της θερμοκρασίας γύρω από τις στέγες με φωτοβολταϊκά έχει άμεσες επιπτώσεις στη ζήτηση ενέργειας των κτιρίων. Σε προσομοιώσεις, αποδείχθηκε ότι αυτό είχε ως αποτέλεσμα καθαρή αύξηση της ενεργειακής ζήτησης για ψύξη κατά 1,5% τον Ιούλιο, ακυρώνοντας εν μέρει τα οφέλη της ενέργειας που παρήγαγαν.
Κίνδυνοι για την υγεία και την ευημερία
Η αυξημένη θερμοκρασία του περιβάλλοντος ενδέχεται να είναι επικίνδυνη, ειδικά κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η θερμική πίεση αυξάνει την έκθεση των κατοίκων σε καταστάσεις "Ακραίου Κινδύνου" κατά 29,8%, καθιστώντας απαραίτητη τη λήψη προληπτικών μέτρων.
Χρήση φωτοβολταϊκής ενέργειας για ψύξη
Μια βασική πρόταση των ερευνητών είναι η στοχευμένη χρήση της παραγόμενης ενέργειας από φωτοβολταϊκά συστήματα για τη ψύξη των κτιρίων κατά τις πιο επικίνδυνες ώρες. Αυτό θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα εργαλείο ανθεκτικότητας, αντί να λειτουργεί ως απλός ενισχυτής θερμότητας.
Νέα μοντελοποίηση θερμικών επιπτώσεων
Τον Οκτώβριο, άλλη διεθνής ομάδα επιστημόνων παρουσίασε ένα νέο μοντέλο για την αξιολόγηση των θερμικών επιπτώσεων των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Το μοντέλο υποδεικνύει ότι αυτά τα συστήματα μπορεί να προκαλέσουν «ακούσιες» αυξήσεις θερμοκρασίας στις αστικές περιοχές.
Δεδομένα από την Ινδία: Διεθνείς επιπτώσεις
Σύμφωνα με δεδομένα που συλλέχθηκαν στην Ινδία, τα φωτοβολταϊκά μπορεί να αυξήσουν τη θερμοκρασία αέρα κοντά στην επιφάνεια κατά έως 1,5 °C κατά την ημέρα. Αντίθετα, τη νύχτα, η πλήρης κάλυψη της πόλης με φωτοβολταϊκά μπορεί να μειώσει τη μέγιστη θερμοκρασία κατά 0,6 °C.
Η θερμοκρασία της επιφάνειας και οι ακραίες συνθήκες
Κατά τις ώρες αιχμής, η θερμοκρασία επιφανείας της στέγης μπορεί να αυξηθεί έως και 3,2 °C, μια κατάσταση που ενδεχομένως επιδεινώνει τις συνθήκες θερμικής ασφυξίας για τους κατοίκους των πόλεων.
Αναγκαία μέτρα και προτάσεις πολιτικής
Οι ερευνητές επισημαίνουν την ανάγκη για στρατηγικές πολιτικής που να επικεντρώνονται στη βελτιστοποίηση των φωτοβολταϊκών συστημάτων ώστε να μειώνουν τις αρνητικές θερμικές επιδράσεις, προάγοντας παράλληλα την ενεργειακή αυτονομία των κτιρίων.
Η πιο πράσινη πόλη του μέλλοντος
Είναι αναγκαίο οι πόλεις να ενσωματώσουν βιώσιμες πρακτικές κατά τον σχεδιασμό των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Τεχνολογίες που θα ελαχιστοποιούν τις θερμικές επιπτώσεις μπορεί να είναι το κλειδί για τη δημιουργία πιο δροσερών και ανθεκτικών αστικών περιβαλλόντων.
Συμπέρασμα
Εν κατακλείδι, η έρευνα δείχνει ότι ενώ τα φωτοβολταϊκά στα κτίρια προσφέρουν αδιαμφισβήτητα οφέλη στην παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, μπορεί επίσης να συμβάλλουν στη θέρμανση του αστικού περιβάλλοντος. Είναι ζωτικής σημασίας η υιοθέτηση στρατηγικών που θα ισορροπήσουν αυτές τις επιπτώσεις, εξασφαλίζοντας έτσι μια βιώσιμη και υγιή αστική ζωή για το μέλλον.
