Větší solární elektrárny zvyšují místní teploty, vytvářejí takzvané tepelné ostrovy. Upozornil na to britský vědecký časopis Nature, ve kterém jsou uveřejňovány nejdůležitější vědecké práce z astronomie, biologie, geověd a jaderné fyziky. „Teploty nad fotovoltaickou elektrárnou jsou v noci pravidelně o 3–4 °C vyšší než v okolní přírodě, což je v přímém kontrastu s jinými studiemi založenými na modelech, které naznačovaly, že fotovoltaické systémy by měly snižovat okolní teplotu,“ lze se dočíst v časopise Nature.
„Zatímco výroba fotovoltaických obnovitelných zdrojů energie prudce vzrostla, přetrvávají obavy, zda fotovoltaické elektrárny nevyvolávají efekt tepelného ostrova (PVHI), podobně jako nárůst okolních teplot ve srovnání s divokou přírodou vytváří efekt městského tepelného ostrova ve městech. Přechod na fotovoltaické elektrárny mění způsob, jakým se příchozí energie odráží zpět do atmosféry nebo je absorbována, ukládána a znovu vyzařována, protože fotovoltaické elektrárny mění albedo (míra odrazivosti tělesa nebo jeho povrch – pozn. red.), vegetaci a strukturu terénu,“ píše Nature.
Předchozí práce na PVHI byly většinou teoretické nebo založené na simulovaných modelech. Minulé empirické práce byly navíc omezeny na jediný biom.
„Vzhledem k tomu, že stále existují velké nejistoty ohledně potenciálu efektu PHVI, zkoumali jsme PVHI empiricky pomocí experimentů, které zahrnovaly tři biomy. Zjistili jsme, že teploty nad fotovoltaickou elektrárnou jsou v noci pravidelně o 3–4 °C vyšší než v okolní přírodě, což je v přímém kontrastu s jinými studiemi založenými na modelech, které naznačovaly, že fotovoltaické systémy by měly snižovat okolní teplotu. Odvození základní příčiny a rozsahu účinku PVHI a identifikace strategií zmírňování jsou klíčové pro podporu rozhodování o rozvoji fotovoltaiky, zejména v semiaridní krajině (vyskytuje tam, kde je sucho, ale stále je tam dostatek srážek pro to, aby tam mohly růst trávy, keře nebo jednotlivé stromy – pozn. red.), která patří k nejpravděpodobnějším pro velká fotovoltaická zařízení,“ napsal Nature.
Problém přímé kvantifikace PVHI efektu časopis Nature řešil současným monitorováním tří lokalit, které představují přírodní pouštní ekosystém, tradiční zastavěné prostředí (parkoviště obklopené komerčními budovami) a fotovoltaickou elektrárnu.
PVHI efekt je definován jako rozdíl teplot okolního vzduchu mezi fotovoltaickou elektrárnou a pouštní krajinou. Podobně je Urban Heat Island (UHI) definován jako rozdíl teplot mezi zastavěným prostředím a pouští. Snížili jsme matoucí účinky variability v místní příchozí energii, teplotě a srážkách využitím míst obsažených v oblasti 1 kilometru.
„Na každé lokalitě jsme nepřetržitě monitorovali teplotu vzduchu po dobu více než jednoho roku pomocí aspirovaných teplotních sond ve výšce 2,5 m nad povrchem půdy. Průměrná roční teplota ve fotovoltaickém zařízení byla 22,7 + 0,5 °C, zatímco nedaleký pouštní ekosystém byl pouze 20,3 + 0,5 °C, což naznačuje efekt PVHI. Teplotní rozdíly mezi oblastmi se výrazně lišily v závislosti na denní době a měsíci v roce (obr. 2), ale teplota fotovoltaické instalace byla vždy větší nebo stejná jako teplota na jiných místech. Stejně jako v případě UHI efektu v suchých oblastech, PVHI efekt zpozdil ochlazování okolních teplot ve večerních hodinách, což vedlo k nejvýraznějšímu rozdílu v nočních teplotách ve všech ročních obdobích. Průměrné roční půlnoční teploty ve fotovoltaickém zařízení byly 19,3 + 0,6 °C, zatímco v blízkém pouštním ekosystému pouze 15,8 + 0,6 °C. Tento efekt PVHI byl významnější, pokud jde o skutečné stupně oteplení (+3,5 °C) v teplých měsících (jaro a léto; Obr. 3, vpravo).
Obavy veřejnosti z efektu PVHI vedly v některých případech k odporu vůči rozsáhlému rozvoji solární energie. Podle některých odhadů byla téměř polovina nedávno navržených energetických projektů zpožděna nebo opuštěna kvůli odporu místních obyvatel11, rozvádí dále Nature.
„Přesto existuje pozoruhodný nedostatek údajů o tom, zda je efekt PVHI skutečný, nebo zda se jedná pouze o problém spojený s vnímáním změn životního prostředí způsobených instalacemi, které vedou k uvažování typu „ne na mém dvorku“ (NIMBY). Některé modely naznačují, že fotovoltaické systémy mohou ve skutečnosti způsobit chladicí účinek na místní prostředí v závislosti na účinnosti a umístění fotovoltaických panelů17,18 . Tyto studie jsou však omezené ve své použitelnosti při hodnocení velkých fotovoltaických instalací, protože berou v úvahu změny v albedu a výměně energie v městském prostředí (spíše než v přirozeném ekosystému) nebo v evropských lokalitách, které nejsou reprezentativní pro semiaridní energetickou dynamiku, kde jsou soustředěna rozsáhlá fotovoltaická zařízení10,19. Většina dosavadních výzkumů je tedy založena na neověřené teorii a numerickém modelování. Proto musí být potenciál efektu PHVI zkoumán empirickými daty získanými přísnými experimentálními termíny,“ vysvětluje odborný časopis.
S rostoucí popularitou výroby energie z obnovitelných zdrojů se hranice mezi obytnými oblastmi a většími fotovoltaickými instalacemi zmenšují. Těsnější blízkost obytných oblastí ve skutečnosti vede ke zvýšenému volání po územním plánování a územním plánování pro větší fotovoltaické instalace32,33 a obavy založené na PVHI z možného snížení hodnoty nemovitostí nebo zdravotních problémů spojených s tepelným komfortem člověka (HTC)34.
Zmírňování PVHI efektu prostřednictvím cílené obnovy vegetace by mohlo mít synergické účinky při zmírňování degradace ekosystému spojené s rozvojem fotovoltaické lokality v užitkovém měřítku a při zvyšování kolektivních ekosystémových služeb spojených s oblastí4.
„Aby bylo možné tato zjištění plně zasadit do kontextu z hlediska globálního oteplování, je třeba vzít v úvahu relativní význam (globálně zprůměrovaného) poklesu albeda v důsledku fotovoltaických elektráren a s tím spojeného oteplování z PVHI oproti snížení emisí oxidu uhličitého spojenému s fotovoltaickými elektrárnami. Prezentovaná data představují první experimentální a empirické zkoumání přítomnosti efektu tepelného ostrova spojeného s fotovoltaickými elektrárnami. Integrovaný přístup k fyzickým a sociálním rozměrům PVHI je klíčem k podpoře rozhodování o rozvoji fotovoltaiky,“ uzavírá časopis Nature.
Nature je vědecký časopis se všeobecným zaměřením vydávaný od roku 1869 ve Velké Británii. Byly a stále jsou v něm uveřejňovány nejdůležitější vědecké práce z astronomie, biologie, geověd, jaderné fyziky atd. Vychází jako týdeník a všechna vydání od aktuálního čísla až do roku 1950 jsou dostupná na internetu
(nik)
