Douglas Cliff / shutterstock

Idén június 12-én az Egyesült Királyság utolsó megmaradt széntüzelésű erőművét felébresztették 46 napos szendergésből, hogy kielégítsék a klímaberendezések működtetéséhez szükséges villamosenergia-igényt.

Ezek voltak ritka körülmények mint az országszerte meleg időjárás, gyenge széllel, egy karbantartás alatt álló atomerőművel és egy hibás villamosenergia-összekötővel Norvégiával. De az időjárás csak melegebb lesz, és az incidens rávilágított arra, hogy milyen létfontosságú szerepet kell játszaniuk a tetőtéri napelemes rendszereknek jövőbeli energiarendszerünkben.

Az abszurditás szénhez folyamodni a klímaberendezések működtetéséhez az Egyesült Királyság nyarán nehéz kihagyni. Ez különösen azért van így, mert a tetőtéri napelemes rendszerek egyedülállóan megfelelnek ennek az igénynek, mivel a magas nyári hőmérséklet egybeesik a sok napsütéssel. Segíthetnek az épületek árnyékolásában is, hatékonyan csökkentve a hűtési igényt és az energiafogyasztást.

A hűtési igény nem korlátozódik a légkondicionálásra, hanem számos más energiaigényes folyamatot is magában foglalhat otthonokban, szupermarketekben, irodákban, kórházakban, gyárakban stb. Az országban felfelé és lefelé a motorok kompresszorokat hajtanak meg, amelyeket többek között hűtőszekrények, fagyasztók, adatközpontok, élelmiszer-feldolgozó ipar, vízhűtők hűtésére használnak.

Ez a berendezés intenzívebben fog működni, ha a levegő hőmérséklete emelkedik. UK szerint a kormány becslései, hőhullám idején a hűtési csúcsigény kétszerese is lehet egy átlagos nyári napon.

A tetőtéri napelemek hűtési előnyei

A tetőtéri napelem csökkentheti a hűtési igényt azáltal, hogy az épületeket árnyékban tartja. A tanulmány Az Arizona Állami Egyetem által végzett kutatás megállapította, hogy a napelemek egy szerény csoportja is, amelyek körülbelül fél tetőt árnyékolnak be, 2-13%-kal csökkenthetik a hűtési igényt, olyan tényezőktől függően, mint a hely, a tető típusa és a szigetelési szint.

Bár a tetőtéri napelemet telepítik gyorsabban, mint valaha az Egyesült Királyságban még mindig erősen alulhasznált, és csak nagyjából minden 30 épületen található. A közelmúltban teljes városok 3D-s térképezése azt jelenti, hogy lehetővé vált a potenciál pontosabb becslése. Eszközök, mint pl Google Environmental Insights elemezzük a műholdfelvételeket, hogy ne csak azt nézzük meg, hány modult lehet telepíteni városunk látképére, hanem azt is, hogy hol kell ezeket telepíteni az árnyékolás minimalizálása és a legtöbb áramtermelés érdekében.

Fontolja meg a lehetőségeket Nottinghamben és Coventryben, Anglia Midlands két városában, ahol dolgozunk. Ha Nottingham maximalizálná tetőtéri potenciálját, ezek a panelek közel 500 megawatt (MW) villamos energiát tudnának termelni, ami körülbelül annyi, mint egy közepes méretű gázerőmű. Coventryben nagyobb a potenciál, 700 MW. Ezek a kapacitások Nottingham villamosenergia-szükségletének közel egyharmadát, Coventryé pedig csaknem felét tennék ki – csak a háztetőikről.

Miközben a bolygó itt a legmelegebb körül 120,000 év, az épületek hűtése létfontosságú lesz. A hűtési igényt egyelőre túlnyomórészt a nem háztartási épületek vezérlik, de előrejelzések azt mutatják, hogy a század végére körülbelül 80%-a otthonról származhat.

Ez kínossá teszi a dolgokat, mivel a háztartási klímaberendezéseket leginkább este használják, amikor az emberek munka vagy iskola után visszatérnek – nem nappal, amikor süt a nap. Ausztrál kutatók azt javasolták, a okos megoldás ennek az egyensúlyhiánynak a megszüntetése érdekében a klímaberendezéseket úgy programozzák, hogy a napelemes rendszerekkel párhuzamosan működjenek az épületek előhűtése érdekében, mielőtt az emberek hazaérkeznének.

A változó éghajlati kihívásokkal szemben egyre nyilvánvalóbbá válik a napelemes rendszerek kulcsszerepe a nyári hűtési igények kielégítésében és az éghajlatváltozással szembeni ellenálló képesség fokozásában. Míg júniusban a széntüzelésű áramra való szokatlan támaszkodás a légkondicionálásban ezt a sürgősséget hangsúlyozta, a következő hónapban egy érdekes megfigyelés merült fel: annak ellenére, hogy július hűvös, felhős és esős volt, a napelemek még mindig az Egyesült Királyság villamosenergia-igényének körülbelül 8%-át tették ki. Ez felülmúlta a 2022. júliusi értéket, annak ellenére, hogy a nyári rekord hőmérsékletek voltak.

Mi történt? Bár a napelemek termelése 7%-kal csökkent idén júliusban, az általános villamosenergia-igény 15%-kal csökkent, részben a jelentősen csökkent hűtési igény miatt. A kettő közötti kapcsolat nagyon egyértelmű.

A szerzőről

Tom Rogers, a Fenntartható Energiamérnöki Tanszék vezető oktatója, Nottingham Trent Egyetem; Amin Al-Habaibeh, az intelligens mérnöki rendszerek professzora, Nottingham Trent Egyetem; Angelines Donastorg Sosa, a megújuló energia és energiagazdálkodás tanszéki adjunktusa, Coventry Egyetemés Vahid Vahidinasab, villamosenergia- és energiarendszerek docense, Nottingham Trent Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.