Σε μια προσπάθεια να ενισχύσουν την αστική βιωσιμότητα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Λιουμπλιάνα στη Σλοβενία ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο για τον υπολογισμό των ενεργειακών ροών στις πράσινες στέγες με φωτοβολταϊκά. Αυτές οι στέγες, οι οποίες συνδυάζουν φωτοβολταϊκά με βλάστηση, προσφέρουν έναν μοναδικό τρόπο βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης, ενώ παράλληλα επωφελούνται από την ψυκτική επίδραση των φυτών. Ωστόσο, η ακριβής μέτρηση του τρόπου με τον οποίο κινείται η ενέργεια μέσω αυτών των συστημάτων αποτελούσε πρόκληση – μέχρι τώρα.
Οι ερευνητές σχεδίασαν το μοντέλο τους για τον προσδιορισμό ροών θερμότητας, όπως η ακτινοβολία, η μεταφορά θερμότητας από το έδαφος και η εξατμισοδιαπνοή, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την εκτίμηση της κατανάλωσης νερού. Στόχος τους δεν ήταν μόνο η δημιουργία ενός εργαλείου για την ακαδημαϊκή έρευνα, αλλά και η παροχή στους ειδικούς της βιομηχανίας μιας πρακτικής λύσης για την εφαρμογή ενεργειακά αποδοτικών υποδομών. Εξασφαλίζοντας ακριβείς υπολογισμούς, το μοντέλο θα μπορούσε να συμβάλει στη βελτιστοποίηση των φωτοβολταϊκών συστημάτων πράσινων στεγών και να υποστηρίξει τη βιώσιμη αστική ανάπτυξη, αναφέρει το περιοδικό pv.
Πώς τα φωτοβολταϊκά πρασίνισαν κι άλλο τις στέγες
Στο επίκεντρο αυτής της μελέτης βρίσκεται μια προηγμένη μέθοδος που λαμβάνει υπόψη τόσο τις 2D όσο και τις 3D προοπτικές για την αξιολόγηση της έκθεσης στην ηλιακή ακτινοβολία και των επιδράσεων σκίασης στις πράσινες στέγες. Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε μια εκτεταμένη πράσινη στέγη με βλάστηση sedum και πολλαπλά στρώματα υποστρώματος. Το μοντέλο τους λαμβάνει υπόψη ποικίλες αναλογίες σκίασης, καθιστώντας το εφαρμόσιμο σε διαφορετικές διαμορφώσεις πράσινων στεγών με φωτοβολταϊκά. Είναι σημαντικό ότι περιλαμβάνει επίσης ένα παραμετρικό μοντέλο για την εκτίμηση της επιφανειακής θερμοκρασίας των πράσινων στεγών με διαφορετικούς συντελεστές σκίασης, βελτιώνοντας την ακρίβεια των υπολογισμών της ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος.
Για να δοκιμάσουν το μοντέλο τους, η ομάδα κατασκεύασε μια πειραματική διάταξη στη Λιουμπλιάνα, η οποία αποτελείται από ένα μικρό δείγμα πράσινης στέγης και δύο μονοκρυσταλλικές φωτοβολταϊκές μονάδες τοποθετημένες από πάνω της. Κατά τη διάρκεια δύο φάσεων δοκιμών το καλοκαίρι του 2024, συνέλεξαν δεδομένα για να συγκρίνουν τις μετρήσεις στον πραγματικό κόσμο με τις προβλέψεις του μοντέλου. Τα αποτελέσματα έδειξαν υψηλό βαθμό ακρίβειας, με μικρά μόνο περιθώρια σφάλματος στις υπολογιζόμενες ροές ενέργειας. Ένα βασικό εύρημα ήταν ότι η ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος σε πράσινες στέγες κάτω από φωτοβολταϊκά διέφερε σημαντικά από μια στέγη με ανοιχτό ουρανό, επηρεάζοντας το ενεργειακό ισοζύγιο και οδηγώντας σε 18% υποεκτίμηση της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής, εάν δεν ληφθεί σωστά υπόψη.
Διαβάστε ακόμη
