Výsledky nových štúdií: Fotovoltaické panely výrazne zvyšujú teplotu v okolí, v mestách ešte viac
ilustračná foto: pixabay
Fotovoltaické panely, ktoré sú jedným zo základných pilierov prechodu na obnoviteľné zdroje energie, môžu mať významný vedľajší efekt v podobe zvýšenia teploty v ich bezprostrednom okolí. Tento jav, nazývaný aj ako príspevok k lokálnemu otepleniu, je podľa viacerých najnovších štúdií najvýraznejší práve v mestských oblastiach, kde môže teplota stúpnuť o niekoľko stupňov Celzia až do výšky 9,4 °C.
Informácie priniesol portál Epochtimes.cz.
Výsledky japonskej desaťročnej štúdie (2013–2023)
Tím vedcov z Univerzity v Kjúšú v Japonsku vykonal simulácie a merania v oblasti, kde sa objavili fotovoltaické farmy. Zistili, že výstavba a prevádzka solárnych panelov zvýšila priemernú povrchovú teplotu zeme o 2,85 °C. Tento nárast bol výraznejší v teplých mesiacoch jari a leta, kde teplota stúpla priemerne o 3,6 °C. Naopak v zime bol efekt miernejší, približne 2,3 °C.
Článok pokračuje pod reklamou
Najsilnejší vplyv bol pozorovaný v mestských oblastiach, kde sa počas desaťročného obdobia oteplenie zvýšilo až o 9,44 °C. V horských oblastiach a vyšších nadmorských výškach bol vplyv panelov na okolitú teplotu menej výrazný.
Štúdia Technickej univerzity v Mníchove
Podobné závery priniesla i nezávislá analýza nemeckej Technickej univerzity v Mníchove, ktorá sledovala vplyv fotovoltaických fasád na mestskú mikroklímu. Výskum ukázal, že tieto fasády počas letných dní zvyšujú priemernú sálavú teplotu okolia až o 5,47 °C a v zime dokonca o 6,72 °C. Výrazné oteplenie sa prejavuje predovšetkým cez deň, no v noci sa tepelné parametre nezvyšujú, čo znamená, že nočná regenerácia prostredia a zdravia ľudí nie je narušená.
Podstatný faktor, ktorý môže zmierniť oteplujúci efekt, je množstvo slnečného žiarenia, ktoré odrážajú povrchy budov a okolitých dlažieb. Použitie materiálov s nízkym albedom (nízkym podielom odrazeného žiarenia) vedie k zníženiu tohto efektu.
Prečo takto dochádza k otepleniu?
Fyzikálny dôvod spočíva v účinnosti fotovoltaických článkov. Bežné solárne panely premieňajú iba približne 20% dopadajúceho slnečného žiarenia na elektrickú energiu. Zvyšných 80% sa premieňa na teplo, ktoré ohreje panel aj jeho okolie. Toto teplo sa potom vyžaruje do okolitého prostredia a zvyšuje tak teplotu v blízkosti panelov.
Dopad na výkon panelov
Vyššia teplota solárnych článkov ďalej spôsobuje pokles ich elektrického výkonu. Štandardné panely strácajú výkon približne 0,3 až 0,5% za každý stupeň Celzia nad 25 °C. Pri extrémnych letných horúčavách, keď teplota panelov dosahuje aj viac ako 65 °C, môže táto strata presiahnuť 18% výkonu. Okrem zníženia účinnosti sa tiež znižuje životnosť panelov.
Možnosti riešenia a budúce trendy
Vedci intenzívne skúmajú metódy aktívneho chladenia solárnych systémov, ktoré by mohli nielen zlepšiť výkon panelov, ale aj znížiť negatívny vplyv na okolité teploty. Skúmané sú technológie využívajúce napríklad:
- chladenie vodnou hmlou alebo striekaním vody,
- chladiace systémy so žebrovitými konštrukciami a trubkami pre lepšie odvádzanie tepla,
- použitie špeciálnych materiálov s vyššou schopnosťou odrážania infračerveného žiarenia.
Tieto inovácie by mohli prispieť k zvýšeniu efektivity a zároveň zmierniť aj negatívne dôsledky fotovoltaických systémov na prostredie.
Napriek tomu, že fotovoltaické panely sú kľúčovou technológiou pre prechod na zelenú energetiku, ich lokálny vplyv na zvyšovanie teploty v okolí je dôležité brať do úvahy. Najmä v mestských oblastiach s hustou výstavbou môžu panely prispievať k zvyšovaniu tepelných ostrovných efektov, čím zhoršujú vonkajšiu tepelnú pohodu.
Pokračujúci výskum a zavádzanie chladiacich technológií budú kľúčové pre maximalizovanie prínosov fotovoltaiky bez toho, aby jej inštalácie prispievali k miestnemu prehriatiu prostredia.
Zdroj: Simulačné štúdie Univerzity v Kjúšú (Japonsko) a Technickej univerzity v Mníchove (Nemecko)
