Ochrona klimatu i środowiska w miastach i zdecentralizowana transformacja energetyczna najczęściej kojarzona jest z produkcją energii elektrycznej z fotowoltaiki. Ten rodzaj alternatywnej energii można połączyć z koncepcja budowy zielonych dachów na obszarach miejskich. Sam koncept zielonego dachu nie jest niczym nowym. Roślinność i ogrody w miastach są już dziś osadzane na dachach dużych budynków. Eksperci przypuszczają, że na dachach budynków w miastach w przyszłości ogrody i roślinność będą standardem.

Wydajność systemu fotowoltaicznego może być zwiększona o ponad 8 procent

Efekt chłodzenia powstały poprzez transpirację (parowanie) wody przez rośliny, ich zdolność do pochłaniania kurzu oraz odbijanie rozproszonego światła słonecznego przez liście mają pozytywny wpływ na instalację fotowoltaiczną. W przekonaniu analityków warto dążyć do jak największej pokrywy roślinnej na dachu, aby wzmocnić te efekty. Wykazano to w badaniu przeprowadzonym przez kierownika projektu Polarstern Wilhelma Oswalda i niemiecki Uniwersytet Nauk Stosowanych im. Wilhelma Büchnera, w którym bardziej szczegółowo zbadano wpływ zielonych dachów fotowoltaicznych na wydajność energetyczną systemów fotowoltaicznych.

Zielone dachy w połączeniu z fotowoltaiką obniżają również temperaturę otoczenia poprzez rośliny, pochłaniają drobny pył i poprawiają warunki produkcji energii słonecznej – nawet przy umiarkowanym promieniowaniu słonecznym. Efekty te bezpośrednio poprawiają wydajność energetyczną, a także bezpośrednio i pośrednio przyczyniają się do ochrony klimatu.

Poprzez różne efekty, takie jak transpiracja i ewapotranspiracja, jak również poprzez absorpcję światła dla fotosyntezy, zielone dachy obniżają temperaturę otoczenia na dachu, a tym samym temperaturę ogniw i modułów. Zgodnie z badaniami poprawia to wydajność modułów fotowoltaicznych średnio o 4,3 procent. W zależności od technologii i regionu może to być nawet do 8 procent. Odległość pomiędzy systemem fotowoltaicznym a zielonym dachem jest również decydująca dla wpływu tych efektów.

Naturalny filtr powietrza

Zastosowane rośliny działają również jako filtr powietrza, pochłaniając kurz zmyty z modułów. Według szacunków, zielony dach wiąże około dwóch kilogramów drobnego pyłu na metr kwadratowy rocznie. Im większa powierzchnia liści i odporność roślin na kurz, tym silniejszy jest ten efekt. Poprzez obniżenie współczynnika odbicia światła w modułach fotowoltaicznych, zielony dach poprawia nie tylko jakość powietrza, ale również wydajność energetyki słonecznej. Badania zakładają, że związane z pyłem straty wydajności energetycznej w regionach miejskich sięgają nawet 30 procent.

Trzecią zaletą zielonych dachów jest zdolność roślin do odbijania światła. Dzięki swoim liściom odbijają światło, które nie trafia bezpośrednio na moduły fotowoltaiczne i w ten sposób zwiększają udział użytecznego promieniowania widma słonecznego. To rozproszone odbicie skutkuje wyższym promieniowaniem przy słabym oświetleniu, co może prowadzić do wyższej wydajności, szczególnie w przypadku modułów cienkowarstwowych. Z badań terenowych wynika, że zielony dach może zwiększyć napromieniowanie nawet o 32 procent w porównaniu z dachem żwirowym. Dalsze korzystne efekty fotowoltaicznego zielonego dachu dla miast w walce ze zmianami klimatu wynikają z możliwości magazynowania wody przez warstwę gleby.

Źródło: Solarobserver/PV Magazine

Redakcja GLOBEnergia