Κλίμα: Μελέτες δείχνουν ότι τα φωτοβολταϊκά ανεβάζουν την θερμοκρασία στο περιβάλλον

1097

Πόσα άραγε μας κρύβουν και τι άλλο μας περιμένει στην μεγάλη περιβαλλοντική ΄΄μπίζνα” ; 

 

Τα ηλιακά πάνελ μπορούν να θερμάνουν το τοπικό αστικό περιβάλλον

Υποτίθεται ότι η “πράσινη ενέργεια” των ΑΠΕ είναι αυτή που χρειάζεται για την αντιμετώπιση της “ανθρωπογενούς” Κλιματικής Αλλαγής ή Κλιματικής Κρίσης όπως αναφέρεται επίσης, η οποία έρχεται ως αποτέλεσμα της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη.

Ωστόσο μελέτες που περνούν τεχνηέντως απαρατήρητες, αναφέρουν ότι το ένα ευρέως διαδεδομένο είδος ΑΠΕ, τα φωτοβολταϊκά, ανεβάζουν σημαντικά την θερμοκρασία του περιβάλλοντος στο οποίο είναι τοποθετημένα.

«Τα ηλιακά πάνελ μπορούν να θερμάνουν το τοπικό αστικό περιβάλλον, αποκαλύπτει συστηματική ανασκόπηση», είναι ο τίτλος άρθρου που αφορά σε μια συστηματική ανασκόπηση 116 εγγράφων που εξετάζουν τον τρόπο με τον οποίο τα ηλιακά πάνελ επηρεάζουν το περιβάλλον.

Η ανασκόπηση διαπίστωσε ότι μπορούν να ζεστάνουν σημαντικά τις πόλεις κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αυτή η θέρμανση μπορεί επίσης να επηρεάσει την απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων (PV), σύμφωνα με τη μελέτη.

Οι ερευνητές προτείνουν οι μελλοντικές εργασίες να επικεντρωθούν στην αύξηση της ανάκλασης των μηκών κύματος του ηλιακού φωτός που δεν μετατρέπονται σε ηλεκτρική ενέργεια. Ο κύριος συγγραφέας της κριτικής, ο David Sailor από το State University της Αριζόνα, εξηγεί το γιατί.

Ακολουθεί απόσπασμα από ερωτήσεις και απαντήσεις του ειδικού

Γιατί τα ηλιακά πάνελ έχουν αυτή τη θερμική επίδραση στο αστικό περιβάλλον;
Είναι σημαντικό να βάλω όλη τη συζήτησή μου για αυτό το θέμα στο πλαίσιο που εξαρτάται από το με τι συγκρίνετε μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Έτσι, το παράδειγμα θα ήταν αν τοποθετήσετε Φ/Β σε μια υπάρχουσα μαύρη οροφή, δεν έχετε τόσο αρνητικές επιπτώσεις στο αστικό θερμικό περιβάλλον όσο αν βάζατε αυτά τα φωτοβολταϊκά σε μια λευκή οροφή, επειδή μια λευκή οροφή θα ήταν κανονικά μια σχετικά δροσερή επιφάνεια.

Όταν τοποθετείτε φωτοβολταϊκά σε αυτή τη λευκή οροφή, τα φωτοβολταϊκά πλαίσια απορροφούν συνήθως το 90% της ενέργειας του Ήλιου.
Και τα φωτοβολταϊκά πάνελ μετατρέπουν τότε μέρος αυτής της ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, αλλά τα τυπικά πάνελ σήμερα είναι ίσως μόνο 16-20% αποδοτικά. Αυτά τα πάνελ απορροφούν μια τεράστια ποσότητα ενέργειας από τον Ήλιο, μετατρέποντας μέρος της σε ηλεκτρική ενέργεια, αλλά στη συνέχεια ζεσταίνονται επειδή δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν όλη την ενέργεια.

Έτσι, αυτά τα φωτοβολταϊκά πάνελ τείνουν να είναι μάλλον ζεστές επιφάνειες στο περιβάλλον. Σχεδόν πάντα εγκαθίστανται σε ανυψωμένη μορφή – πάνω από μια επιφάνεια στέγης ή πάνω από το επίπεδο του εδάφους σε ένα χωράφι. Και ως αποτέλεσμα, καταλήγετε να έχετε δύο καυτές επιφάνειες, την επάνω επιφάνεια των πάνελ και την κάτω επιφάνεια των πάνελ. Και έτσι, καθώς ο αέρας ρέει πάνω από αυτά τα πάνελ, δέχεται εύκολα αυτή τη θερμότητα ουσιαστικά δύο φορές πιο αποτελεσματικά από ό,τι θα είχε εάν είχατε την ίδια θερμοκρασία σε μια επιφάνεια κτιρίου ή μια επιφάνεια εδάφους.

Τι επίδραση έχει αυτή η θέρμανση στο τοπικό αστικό περιβάλλον;
Υπάρχουν αρκετές μελέτες εκεί έξω που εξέτασαν τα πάνελ από τη σκοπιά της μοντελοποίησης και άλλες έχουν εξετάσει δεδομένα παρατήρησης.

Έχω συμμετάσχει σε ένα έργο όπου βγήκαμε στο χωράφι και κάναμε μετρήσεις μέσα και γύρω από μια συστοιχία φωτοβολταϊκών στην έρημο,
και μετά σε μια περιοχή όχι πολύ μακριά που ήταν ένα παρόμοιο περιβάλλον ερήμου [η τοποθεσία αναφοράς]. Αυτό που βρήκαμε σε αυτή τη μελέτη παρατήρησης ήταν ότι η μέση θερμοκρασία του αέρα στα 1,5 m στη θέση της Φ/Β συστοιχίας ήταν περίπου 1,3 °C θερμότερη από τη θέση αναφοράς, η οποία είναι η μη φωτοβολταϊκή θέση. Το βράδυ δεν βρήκαμε σχεδόν κανένα αποτέλεσμα. Και έτσι, οι μελέτες παρατήρησής μας μας οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι τα φωτοβολταϊκά έχουν, στην πραγματικότητα, αυτό το φαινόμενο της θέρμανσης κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ τη νύχτα το αποτέλεσμα μπορεί να είναι είτε πολύ μικρό, είτε αμελητέα και δύσκολο να μετρηθεί.

Άλλες μελέτες, ιδιαίτερα μελέτες μοντελοποίησης, είχαν προηγουμένως προτείνει μια επίδραση ψύξης της ημέρας των φωτοβολταϊκών. Αλλά αυτά είχαν μια εσφαλμένη αναπαράσταση των φωτοβολταϊκών πάνελ, όπου αγνόησαν το γεγονός ότι τα φωτοβολταϊκά είναι ικανά να μεταφέρουν θερμότητα τόσο από την επάνω όσο και από την κάτω επιφάνεια.

Έχει αυτό αντίκτυπο στη χρήση ενέργειας των ανθρώπων για την ψύξη των κτιρίων;
Έχει. Και πάλι, διαπιστώσαμε ότι ο αντίκτυπος είναι πολύ περίπλοκος. Υπάρχει μια σειρά από μελέτες εκεί έξω που έχουν δείξει ότι αν τοποθετήσετε φωτοβολταϊκά σε μια ταράτσα ενός κτιρίου, μειώνετε την ετήσια κατανάλωση ενέργειας του κλιματισμού αυτού του κτιρίου. Και αυτό είναι λογικό καθώς αυτά τα φωτοβολταϊκά πάνελ παρέχουν σκίαση από το άμεσο ηλιακό φως. Έτσι, το κτίριο δεν δέχεται σχεδόν το ηλιακό φορτίο που θα είχε κανονικά διαπερνώντας την επιφάνεια της οροφής. Και αυτός είναι ένας μηχανισμός με τον οποίο θα περιμέναμε να έχουμε ένα όφελος κλιματισμού.

Ομοίως, θα μπορούσατε να έχετε μια απώλεια θέρμανσης το χειμώνα όπου θέλετε να φθάσει η ηλιακή ακτινοβολία στην επιφάνεια του κτιρίου, αλλά τα φωτοβολταϊκά πάνελ στην πραγματικότητα σκιάζουν το κτίριο.

Διαπιστώσαμε ότι σε ιδιαίτερα θερμά κλίματα όπως το Phoenix [Αριζόνα, Η.Π.Α.] για το απόθεμα κτιρίων κατοικιών, τα φωτοβολταϊκά πάνελ έχουν στην πραγματικότητα ένα αρκετά περίπλοκο σύνολο ανταλλαγών. Μας δίνουν ένα πλεονέκτημα να σκιάζουμε τα κτίριά μας απευθείας από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αλλά τη νύχτα, όπου η επιφάνεια της οροφής του κτιρίου κανονικά θα ακτινοβολούσε την ενέργειά της στο διάστημα και θα βοηθούσε στην ταχεία ψύξη της επιφάνειας της οροφής, τα φωτοβολταϊκά πάνελ εμποδίζουν στην πραγματικότητα την θέα του κτιρίου προς τον ουρανό, επιβραδύνοντας αυτή την απώλεια θερμότητας τη νύχτα. […]

Τι μπορεί να γίνει για να μετριαστούν αυτές οι επιπτώσεις;
Δεν θέλω να παρεξηγηθώ ότι υποδηλώνω ότι τα φωτοβολταϊκά δεν είναι καλά πράγματα. Τα φωτοβολταϊκά είναι ένα πολύ σημαντικό συστατικό του μελλοντικού μας ενεργειακού μείγματος καθώς προσπαθούμε να σώσουμε τον πλανήτη από την υπερθέρμανση του πλανήτη. Τούτου λεχθέντος, νομίζω ότι υπάρχει μια ευκαιρία να σχεδιάσουμε πάνελ που είναι πιο αποτελεσματικά στην απόρριψη της θερμότητας που δεν μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια. […] Μπορείτε να διαβάσετε όλο το δημοσίευμα ΕΔΩ.

Δεύτερη μελέτη: Οι μεγαλύτερες ηλιακές μονάδες παραγωγής ενέργειας αυξάνουν τις τοπικές θερμοκρασίες

«Η επίδραση του φωτοβολταϊκού θερμικής νησίδας: Οι μεγαλύτερες ηλιακές μονάδες παραγωγής ενέργειας αυξάνουν τις τοπικές θερμοκρασίες», είναι ο τίτλος επιστημονικής μελέτης που δημοσιεύτηκε στο nature.com

Περίληψη
Ενώ η παραγωγή φωτοβολταϊκών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει αυξηθεί, εξακολουθούν να υπάρχουν ανησυχίες σχετικά με το εάν οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί προκαλούν ή όχι ένα φαινόμενο «θερμικής νησίδας» (PVHI), όπως ακριβώς η αύξηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος σε σχέση με τις άγριες περιοχές δημιουργεί ένα φαινόμενο Urban Heat Island στις πόλεις.
Οι μεταβάσεις σε φωτοβολταϊκά πάρκα αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο η εισερχόμενη ενέργεια αντανακλάται πίσω στην ατμόσφαιρα ή απορροφάται, αποθηκεύεται και ακτινοβολείται ξανά, επειδή τα φωτοβολταϊκά αλλάζουν το albedo, τη βλάστηση και τη δομή του εδάφους. Η προηγούμενη εργασία στο PVHI ήταν κυρίως θεωρητική ή βασισμένη σε προσομοιωμένα μοντέλα. Επί πλέον, προηγούμενες εμπειρικές εργασίες έχουν περιοριστεί ως προς το εύρος σε ένα μεμονωμένο βίωμα. Επειδή εξακολουθούν να υπάρχουν μεγάλες αβεβαιότητες γύρω από το ενδεχόμενο ενός φαινομένου PHVI, εξετάσαμε το PVHI εμπειρικά με πειράματα που κάλυπταν τρία μεγάλα οικοσυστήματα. Βρήκαμε ότι οι θερμοκρασίες σε μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση ήταν τακτικά 3-4°C υψηλότερες από τις άγριες περιοχές τη νύχτα, κάτι που έρχεται σε άμεση αντίθεση με άλλες μελέτες που βασίζονται σε μοντέλα που πρότειναν ότι τα φωτοβολταϊκά συστήματα θα πρέπει να μειώνουν τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Η εξαγωγή της υποκείμενης αιτίας και της κλίμακας του φαινομένου PVHI και ο προσδιορισμός των στρατηγικών μετριασμού είναι καθοριστικής σημασίας για την υποστήριξη της λήψης αποφάσεων σχετικά με την ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών, ιδιαίτερα σε ημίξηρα τοπία, που είναι από τις πιο πιθανές για μεγάλης κλίμακας εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών.

Τρίτη έρευνα: Αποκαλύπτοντας την κρυμμένη θερμότητα των ηλιακών συλλεκτών

«Κάτω από τη λάμψη της πράσινης ενέργειας: Αποκαλύπτοντας την κρυμμένη θερμότητα των ηλιακών συλλεκτών», είναι ο τίτλος δημοσιεύματος στο  timesofindia.indiatimes.com:

Απόσπασμα του δημοσιεύματος:

Στην επιδίωξή μας για ένα πιο πράσινο, πιο βιώσιμο μέλλον, τα ηλιακά πάνελ έχουν αναδειχθεί ως οι ηλιόλουστοι πρωταθλητές των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αυτά τα ανεπιτήδευτα θαύματα, σκαρφαλωμένα σε στέγες και χωράφια, μετατρέπουν το φως του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια, υποσχόμενοι να μας απελευθερώσουν από τα νύχια των ορυκτών καυσίμων και την υπερθέρμανση του πλανήτη. Ωστόσο, καθώς γιορτάζουμε τις δυνατότητές τους να φέρουν επανάσταση στο ενεργειακό μας τοπίο, μια πρωτοποριακή μελέτη από τον Ansar Khan του Κολλεγίου Lalbaba του Πανεπιστημίου της Καλκούτας, Ινδία και τον Mattheos Santamouris του Πανεπιστημίου της Νέας Νότιας Ουαλίας, Αυστραλία, που δημοσιεύτηκε στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature, αποκαλύπτει μια κρυφή όψη ηλιακών συλλεκτών που έχει παραμείνει στη σκιά – την ικανότητά τους να ανεβάζουν ακούσια τις τοπικές θερμοκρασίες, ρίχνοντας μια απογοητευτική σκιά στις πράσινες φιλοδοξίες μας.

Η ατμίζουσα πραγματικότητα
Η έρευνα του Ansar Khan εμβαθύνει στην καρδιά του θέματος, εκθέτοντας ένα φαινόμενο γνωστό ως «τοπικά φαινόμενα αστικής υπερθέρμανσης» που προκαλείται από τα φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ (PVSP) όταν ενσωματώνονται αλόγιστα σε πυκνοκατοικημένα αστικά περιβάλλοντα. Ο Khan εξηγεί, «Τα PVSP μπορούν να αυξήσουν τις τοπικές θερμοκρασίες σε πυκνά αστικά περιβάλλοντα λόγω ενός φαινομένου που ονομάζεται «τοπικά αποτελέσματα αστικής θέρμανσης».
Όταν τα PVSP εγκαθίστανται σε στέγες σε πυκνές αστικές περιοχές, μπορούν να απορροφήσουν μεγάλη ποσότητα ηλιακής ενέργειας και να τη μετατρέψουν σε λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια. Επομένως, τα PVSP συγκρατούν τη θερμότητα και την απελευθερώνουν αργά στο τοπικό αστικό περιβάλλον μέσω μεταφοράς».

Η ουσία του θέματος είναι ότι τα PVSP τείνουν να γίνονται θερμικά hotspot σε αστικά τοπία, με θερμοκρασίες να φτάνουν τους 70 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η υπερβολική θερμότητα δεν περιορίζεται μόνο στα πάνελ. Απλώνει την καυτή της πινελιά στα κτίρια από κάτω, εντείνοντας περαιτέρω το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας. […]

Συμπέρασμα κι ερωτήματα

Κάνοντας μια.. “βουτιά” στο διαδίκτυο, θα βρείτε πολλές ακόμα ανάλογες μελέτες. Γιατί όλες αυτές είναι καταχωνιασμένες και δεν λαμβάνονται υπόψη; Πόσο έχει η ανάπτυξη των αστικών φ/β, των αγροτικών φ/β και των τεράστιων φ/β  πάρκων των τελευταίων ετών έχει επιδράσει στο περιβάλλον και “στην άνοδο της θερμοκρασίας”, στο κλίμα ή μικροκλίμα;

Προφανώς απάντηση δεν θα πάρουμε καμία από τις κυβερνήσεις, τους “ειδικούς” και την πράσινη επιχειρηματικότητα. Κατά τα άλλα, το φταίξιμο θα πέσει πάλι πάνω στους πολίτες, που συνεχώς πιέζονται να μεταβούν στην πράσινη ενέργεια, ή τους επιβάλλεται με το ζόρι.

      

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ προσθέστε το σχόλιό σας
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας