Глобальные климатические изменения в городской среде стали предметом масштабного международного исследования. Как сообщают учёные, установка солнечных панелей на крышах зданий может значительно влиять на городской микроклимат и качество воздуха.
Группа исследователей разработала инновационную цифровую модель, объединяющую современную систему прогнозирования погоды (WRF) с энергетической моделью здания (BEM) и параметризацией эффекта здания (BEP). Эта комплексная система позволила впервые провести всесторонний анализ влияния кровельных солнечных установок на городскую среду.
Основной этап исследования проходил в индийской Калькутте, где было организовано пять экспериментальных площадок. Учёные изучали различные варианты покрытия крыш солнечными панелями – от четверти до полной площади поверхности. При этом учитывались такие параметры, как отражательная способность крыш, эффективность преобразования энергии и излучательная способность установок.
Для подтверждения универсальности полученных результатов исследования были проведены в городах с различными климатическими условиями: Сиднее, Остине, Афинах и Брюсселе. Данные показали, что солнечные панели создают интересный температурный эффект: днём воздух у поверхности земли становится теплее на 1,1–1,9 градуса Цельсия, а ночью охлаждается на 0,3-0,8 градуса.
Особое внимание исследователи уделили изучению конвективной теплопередачи между поверхностью крыши и нижней частью солнечных панелей. Этот аспект ранее не учитывался в подобных исследованиях, что делает полученные результаты более точными и согласованными с другими научными работами.
Важнейшим открытием стало влияние солнечных панелей на циркуляцию воздуха в городской среде. Установки способствуют подъёму планетарного пограничного слоя атмосферы до высоты 615,6 метров, что существенно улучшает воздухообмен на уровне улиц и снижает концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое.
