Nowy zestaw modeli i testy terenowe przeprowadzone w miastach w Indiach, Australii, Stanach Zjednoczonych i Europie wykazały, że umieszczanie paneli słonecznych na dachach miast poprawia mieszanie powietrza i czystsze powietrze na poziomie gruntu, a także sprawia, że dni są cieplejsze, a noce chłodniejsze.
Międzynarodowy zespół naukowców z Indii, Australii, Stanów Zjednoczonych i Europy przeprowadził pierwsze tego typu kompleksowe badanie dotyczące wpływu dachowych instalacji fotowoltaicznych na klimat miejski. Ale najcenniejszą rzeczą w badaniu było stworzenie najpełniejszego cyfrowego modelu oceny wpływu paneli fotowoltaicznych na mikroklimat miast.
Zaproponowane przez naukowców narzędzie obliczeniowe wykorzystuje najnowszy model badań i prognoz pogody (WRF), integrujący model energetyczny budynku (BEM) i parametryzację efektu budynku (BEP). Model przetestowano w dziesięciu miejscach obserwacyjnych w Kalkucie (Indie) na podstawie danych uzyskanych eksperymentalnie.
„Chociaż istniejąca literatura donosi o wpływie RPVSP [dachowych instalacji fotowoltaicznych] na środowisko miejskie, większość opiera się na konkretnych eksperymentach terenowych lub modelowaniu w skali budynku, bez kompleksowych analiz w skali wielu miast. W badaniach tych nie uwzględniono również konwekcyjnego przenoszenia ciepła pomiędzy powierzchnią dachu a spodem paneli słonecznych – wyjaśnili naukowcy. „Nasza praca usuwa te luki poprzez uwzględnienie nowych parametrów RPVSP, w tym konwekcyjnego przenoszenia ciepła, co skutkuje bardziej spójnymi wynikami z innymi badaniami uwzględniającymi podobne rozważania”.
W Kalkucie przeprowadzono 5 eksperymentów podczas jednego z najgorętszych miesięcy. Współczynnik odbicia gołego dachu (albedo) przyjęto jako 0,15. W trakcie eksperymentu badano możliwości pokrycia dachów miast instalacjami fotowoltaicznymi na poziomie powierzchni 0,25, 0,50, 0,75 i 1,0. Albedo panelu, wydajność konwersji i emisyjność ustalono na poziomie odpowiednio 0,11, 0,19 i 0,95.
Technikę przetestowano najpierw w Kalkucie, a następnie zatwierdzono w Sydney (Australia), Austin (USA, Teksas), Atenach (Grecja) i Brukseli (Belgia), aby mieć pewność, że wyniki nie ograniczają się do określonej strefy klimatycznej. Okazało się, że umieszczenie paneli słonecznych na dachach domów w miastach zwiększa dzienne temperatury na poziomie gruntu o 1,1–1,9°C (w niektórych miejscach więcej, w innych mniej). Również panele na dachach powodują, że w nocy temperatura powietrza przy gruncie obniża się nieco – o 0,3-0,8°C.
Wreszcie, co najważniejsze, panele dachowe intensyfikują mieszanie powietrza na ulicach miast, co podnosi tzw. planetarną warstwę graniczną – najniższą część atmosfery bezpośrednio dotkniętą powierzchnią Ziemi – do wysokości 615,6 m. Powoduje to redukcję powietrza poziomu zanieczyszczeń na lądzie, co można uznać za korzyść dla miast i ich mieszkańców.
