Дуглас Клифф / Shutterstock

12 июня этого года последняя оставшаяся в Великобритании угольная электростанция проснулась от 46-дневного сна, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию для работы кондиционеров.

Это были редкие обстоятельства так как жаркая погода по всей стране сочетается со слабым ветром, ремонтируемой атомной электростанцией и неисправным межсистемным соединением с Норвегией. Но погода будет становиться только жарче, и инцидент пролил свет на жизненно важную роль, которую солнечные системы на крышах должны играть в нашей будущей энергетической системе.

Абсурдность использование угля для питания кондиционеров во время британского лета трудно пропустить. Это особенно важно, учитывая, что солнечные системы на крышах имеют уникальные возможности для удовлетворения этого спроса, поскольку высокие летние температуры совпадают с большим количеством солнечного света. Они также могут помочь затенить здания, эффективно снижая потребность в охлаждении и снижая потребление энергии.

Потребность в охлаждении не ограничивается кондиционированием воздуха и может включать множество других энергоемких процессов в домах, супермаркетах, офисах, больницах, фабриках и т. д. По всей стране двигатели приводят в действие компрессоры, которые используются для охлаждения холодильников, морозильных камер, центров обработки данных, пищевой промышленности, кулеров для воды и многих других.

Это оборудование будет работать более интенсивно по мере повышения температуры воздуха. По данным Великобритании правительственные оценки, пиковая потребность в охлаждении во время аномальной жары может быть в два раза выше, чем в среднем в летний день.

Преимущества охлаждения солнечных панелей на крыше

Солнечная энергия на крыше также может снизить потребность в охлаждении, сохраняя здания в тени. А Исследование Исследование, проведенное Аризонским государственным университетом, показало, что даже небольшая группа солнечных панелей, затеняющих примерно половину крыши, может привести к снижению потребности в охлаждении на 2-13%, в зависимости от таких факторов, как местоположение, тип крыши и уровень изоляции.

Хотя солнечная батарея на крыше устанавливается быстрее, чем когда-либо в Великобритании он по-прежнему используется недостаточно и только примерно в одном из 30 зданий. Недавнее 3D-картографирование целых городов означает, что стало возможным более точно оценить потенциал. Такие инструменты, как Статистика окружающей среды Google анализировать спутниковые снимки не только для того, чтобы увидеть, сколько модулей может быть установлено на горизонте нашего города, но и где их следует установить, чтобы свести к минимуму затенение и вырабатывать больше электроэнергии.

Рассмотрим возможности для Ноттингема и Ковентри, двух городов в Мидлендсе Англии, где мы работаем. Если бы Ноттингем максимально использовал свой потенциал крыши, все эти панели могли бы генерировать почти 500 мегаватт (МВт) электроэнергии, примерно столько же, сколько газовая электростанция среднего размера. Ковентри имеет больший потенциал, с 700 МВт. Эти мощности будут соответствовать почти одной трети потребности Ноттингема в электроэнергии и почти половине потребности Ковентри - только от их крыш.

Поскольку планета испытывает самую высокую температуру в около 120,000 лет, поддержание прохлады в зданиях будет иметь жизненно важное значение. На данный момент потребность в охлаждении в основном обусловлена ​​нежилыми зданиями, но Прогнозы указывают на то, что к концу века около 80% могут быть выходцами из дома.

Это усложняет ситуацию, поскольку домашние кондиционеры, как правило, чаще всего используются по вечерам, когда люди возвращаются после работы или учебы, а не днем, когда светит солнце. Австралийские исследователи предложили умное решение чтобы устранить этот дисбаланс, запрограммировав блоки кондиционирования воздуха для работы в тандеме с солнечными системами для предварительного охлаждения зданий до того, как люди вернутся домой.

Перед лицом меняющихся климатических проблем становится все более очевидной ключевая роль солнечных систем в удовлетворении спроса на летнее охлаждение и повышении устойчивости к изменению климата. В то время как необычная зависимость от угольной энергии для кондиционирования воздуха подчеркнула эту актуальность в июне, в следующем месяце появилось интересное наблюдение: несмотря на то, что июль был прохладным, облачным и дождливым, солнечные панели по-прежнему обеспечивали около 8% спроса на электроэнергию в Великобритании. Это превысило значение июля 2022 года, несмотря на рекордные температуры того лета.

Что произошло? Хотя в июле производство солнечных батарей сократилось на 7%, общий спрос на электроэнергию снизился на 15%, отчасти из-за значительного снижения потребности в охлаждении. Связь между ними очень ясна.

Об авторе

Том Роджерс, старший преподаватель кафедры устойчивой энергетики, Nottingham Trent University; Амин аль-Хабайбех, профессор кафедры интеллектуальных инженерных систем, Nottingham Trent University; Анжелин Донасторг Соса, ассистент преподавателя по возобновляемым источникам энергии и энергетическому менеджменту, Университет Ковентрикачества Вахид Вахидинасаб, доцент кафедры энергетики и энергетических систем, Nottingham Trent University

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.