Douglas Cliff / migawki

12 czerwca tego roku ostatnia pozostała elektrownia węglowa w Wielkiej Brytanii została obudzona z 46-dniowego snu, aby zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną do obsługi urządzeń klimatyzacyjnych.

One były rzadkie okoliczności jak upalna pogoda w całym kraju w połączeniu ze słabym wiatrem, konserwacją elektrowni jądrowej i wadliwym połączeniem elektroenergetycznym z Norwegią. Ale pogoda będzie coraz gorętsza, a incydent rzucił światło na kluczową rolę, jaką systemy słoneczne na dachach powinny odgrywać w naszym przyszłym systemie energetycznym.

Absurdalność tzw wykorzystywanie węgla do zasilania klimatyzatorów podczas lata w Wielkiej Brytanii trudno przegapić. Jest to szczególnie ważne, biorąc pod uwagę, że systemy fotowoltaiczne na dachach mają wyjątkową pozycję, aby sprostać temu zapotrzebowaniu, ponieważ wysokie letnie temperatury zbiegają się z dużą ilością słońca. Mogą również pomóc w zacienieniu budynków, skutecznie zmniejszając zapotrzebowanie na chłodzenie i obniżając zużycie energii.

Zapotrzebowanie na chłodzenie nie ogranicza się do klimatyzacji i może obejmować wiele innych energochłonnych procesów w domach, supermarketach, biurach, szpitalach, fabrykach i tak dalej. W całym kraju silniki napędzają sprężarki, które są używane między innymi do chłodzenia lodówek, zamrażarek, centrów danych, przemysłu spożywczego, chłodnic wody.

Sprzęt ten będzie działał intensywniej wraz ze wzrostem temperatury powietrza. Według Wielkiej Brytanii szacunki rządu, szczytowe zapotrzebowanie na chłodzenie podczas fali upałów może być dwukrotnie większe niż w przeciętny letni dzień.

Zalety chłodzenia paneli słonecznych na dachu

Fotowoltaika na dachu może również zmniejszyć zapotrzebowanie na chłodzenie, utrzymując budynki w cieniu. A „The Puzzle of Monogamous Marriage” przeprowadzone przez Arizona State University wykazało, że nawet skromna grupa paneli fotowoltaicznych, które zacieniają mniej więcej połowę dachu, może doprowadzić do zmniejszenia zapotrzebowania na chłodzenie od 2% do 13%, w zależności od takich czynników, jak lokalizacja, typ dachu i poziom izolacji.

Chociaż instalacja fotowoltaiczna na dachu jest instalowana szybciej niż kiedykolwiek w Wielkiej Brytanii jest nadal bardzo rzadko używany i tylko w mniej więcej jednym na 30 budynków. Niedawne mapowanie 3D całych miast umożliwiło dokładniejsze oszacowanie potencjału. Narzędzia takie jak Statystyki środowiskowe Google analizuj zdjęcia satelitarne nie tylko po to, aby zobaczyć, ile modułów można zainstalować na panoramach naszych miast, ale także gdzie należy je zainstalować, aby zminimalizować zacienienie i generować jak najwięcej energii elektrycznej.

Rozważ możliwości dla Nottingham i Coventry, dwóch miast w Midlands w Anglii, w których pracujemy. Gdyby Nottingham zmaksymalizowało potencjał swojego dachu, wszystkie te panele mogłyby wygenerować prawie 500 megawatów (MW) energii elektrycznej, mniej więcej tyle samo, co średniej wielkości elektrownia gazowa. Coventry ma większy potencjał, z 700 MW. Zdolności te odpowiadałyby prawie jednej trzeciej zapotrzebowania na energię elektryczną w Nottingham i prawie połowie Coventry – z samych dachów.

Kiedy planeta doświadcza najwyższej temperatury w około 120,000 latutrzymanie chłodu w budynkach będzie miało kluczowe znaczenie. Na razie popyt na chłodzenie jest napędzany głównie przez budynki niemieszkalne, ale Projekcje wskazują, że do końca wieku około 80% może pochodzić z domów.

To sprawia, że ​​sytuacja jest niezręczna, ponieważ domowe klimatyzatory są zwykle używane wieczorami, kiedy ludzie wracają po pracy lub szkole – a nie w ciągu dnia, kiedy świeci słońce. Naukowcy z Australii zaproponowali tzw sprytne rozwiązanie aby zaradzić tej nierównowadze, programując klimatyzatory do pracy w tandemie z systemami solarnymi w celu wstępnego schłodzenia budynków, zanim ludzie wrócą do domu.

W obliczu zmieniających się wyzwań klimatycznych kluczowa rola systemów fotowoltaicznych w zaspokajaniu zapotrzebowania na chłodzenie latem i zwiększaniu odporności na klimat staje się coraz bardziej oczywista. Podczas gdy niezwykła zależność od energii węglowej do klimatyzacji podkreśliła tę pilną potrzebę w czerwcu, interesująca obserwacja pojawiła się w następnym miesiącu: mimo że lipiec był chłodny, pochmurny i deszczowy, panele słoneczne nadal stanowiły około 8% zapotrzebowania na energię elektryczną w Wielkiej Brytanii. Przekroczyło to wartość z lipca 2022 r., pomimo rekordowych temperatur tego lata.

Co się stało? Chociaż produkcja paneli słonecznych spadła w lipcu o 7%, ogólne zapotrzebowanie na energię elektryczną spadło o 15%, częściowo z powodu znacznie zmniejszonego zapotrzebowania na chłodzenie. Związek między nimi jest bardzo wyraźny.

O autorze

Toma Rogersa, Starszy Wykładowca Inżynierii Zrównoważonej Energii, Nottingham Trent University; Amin Al-Habaibeh, Profesor Inteligentnych Systemów Inżynierskich, Nottingham Trent University; Angeliny Donastorg Sosa, Asystent Wykładowca Energii Odnawialnej i Zarządzania Energią, Uniwersytet w Coventry, Vahid Vahidinasab, profesor nadzwyczajny Elektroenergetyki i Systemów Energetycznych, Nottingham Trent University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.