Pod panelami PV dzieje się więcej, niż myślisz. Jak wpływają na glebę i wiatr?

• Analiza 147 badań i 609 instalacji PV wykazała spadek prędkości wiatru o prawie 30% oraz wzrost zawartości wody w glebie o około 38,6%.
• W praktyce panele działają jak osłona dla gruntu: zacieniają powierzchnię, ograniczają parowanie i zmieniają przepływ powietrza. Efekt zależy jednak od klimatu, typu gruntu, rozstawu konstrukcji i sposobu utrzymania terenu.
• Dla inwestorów to ważna lekcja: farma PV nie jest neutralną nakładką na krajobraz. Dobrze zaprojektowana może wspierać retencję i bioróżnorodność, ale źle zaplanowana pogłębi konflikty o grunt i środowisko.

Panele nie tylko produkują prąd

Fotowoltaika coraz częściej zajmuje duże powierzchnie, więc pytanie o jej wpływ na lokalne warunki środowiskowe przestaje być ciekawostką. Panele nie tylko produkują energię. Zacieniają grunt, zmieniają przepływ powietrza, ograniczają parowanie i wpływają na bilans promieniowania przy powierzchni ziemi. Nowa metaanaliza chińskich naukowców pokazuje, że efekty są mierzalne, choć nie zawsze jednoznaczne.

147 badań i ponad 600 instalacji

Zespół badaczy z Uniwersytetu Pekińskiego i Uniwersytetu w Tianjinie przeanalizował 147 badań dotyczących wpływu instalacji PV na procesy zachodzące na powierzchni gruntu. Łącznie objęły one 609 systemów fotowoltaicznych na świecie i 11 zmiennych klimatycznych, m.in. temperaturę powietrza, temperaturę gleby, albedo, prędkość wiatru, wilgotność względną i zawartość wody w glebie. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Geography and Sustainability”.

Słabszy wiatr i więcej wilgoci w glebie

Najbardziej wyraźny efekt dotyczył wiatru. W analizowanych lokalizacjach farmy fotowoltaiczne wiązały się ze spadkiem prędkości wiatru o prawie 30%. To intuicyjne: rzędy konstrukcji i paneli działają jak bariera aerodynamiczna. Z jednej strony może to ograniczać erozję gleby i wysuszanie powierzchni, z drugiej może zmieniać lokalną wymianę ciepła i wilgoci.

Drugim ważnym wynikiem jest wzrost zawartości wody w glebie. Metaanaliza wskazuje na wzrost o około 38,6%. Zacienienie pod panelami ogranicza bezpośrednie nagrzewanie gruntu i parowanie, dlatego gleba może dłużej utrzymywać wilgoć. Podobne mechanizmy obserwowano wcześniej w badaniach agrofotowoltaiki, gdzie cień paneli wpływał na mikroklimat i wilgotność gleby.

• Zobacz również: Niemiecki producent paneli PV ogłasza upadłość. Powodem tania fotowoltaika z Azji?

Temperatura powietrza prawie bez zmian

Badacze odnotowali też spadek albedo, czyli zdolności powierzchni do odbijania promieniowania słonecznego, o około 17,5%. Panele są ciemniejsze niż wiele naturalnych powierzchni, więc pochłaniają więcej promieniowania. Jednocześnie analiza wykazała spadek dziennej temperatury powierzchni lądu i temperatury gleby. Zmiany temperatury powietrza były natomiast niewielkie i w dużej mierze statystycznie nieistotne.

Wszystko zależy od miejsca i projektu

Wnioski nie oznaczają, że każda farma PV zawsze poprawia lub pogarsza lokalne warunki. Efekt zależy od klimatu, typu gruntu, wysokości konstrukcji, rozstawu rzędów, roślinności i sposobu utrzymania terenu. Inne badania wskazują, że wpływ może być szczególnie istotny w regionach suchych i półsuchych, gdzie zacienienie oraz ograniczenie parowania mają większe znaczenie dla gleby i roślinności.

Ważna lekcja dla projektantów farm PV

To istotna informacja dla inwestorów i projektantów dużych farm fotowoltaicznych. Instalacja PV nie jest neutralną „nakładką” na teren. Może tworzyć lokalny mikroklimat. Dobrze zaprojektowana farma, z odpowiednią roślinnością i gospodarką wodną, może ograniczać przesuszanie gleby. Źle zaplanowana może z kolei pogłębiać problemy z bioróżnorodnością, krajobrazem i użytkowaniem gruntu.

Źródła: ScienceDirect, pv magazine, PLOS One, Journal of Environmental Management.