Fotovoltaické panely mohou zvyšovat teplotu okolního prostředí, zejména ve městech, kde se podle studií může samotné oteplení vyšplhat až na 6,7-9,4 °C.
Trojice vědců z univerzity v Kjúšú v Japonsku publikovala simulační studii, v níž zjistila, že výstavba fotovoltaických instalací zvýšila průměrnou teplotu zemského povrchu v dané oblasti o 2,85 °C. Tento oteplovací efekt byl nejvýraznější v teplejších měsících, kdy se průměrný nárůst pohyboval kolem 3,6 °C, zatímco v zimě byl mírnější, přibližně 2,3 °C.
Největší míra nárůstu byla zaznamenána v městských oblastech, kde během desetiletého období došlo k oteplení až o 9,44 °C. Naopak v horských oblastech, tedy ve vyšších nadmořských výškách, byl dopad výstavby fotovoltaických systémů méně výrazný.
Zejména v teplých měsících
Studie zkoumala vliv fotovoltaických farem v dané oblasti v letech 2013 až 2023 s cílem porozumět trendům změn teploty povrchu Země. Z hlediska ročních období se průměrný nárůst teploty projevuje výrazněji během nejteplejších měsíců na jaře a v létě (+3,35 °C), a mírněji během podzimu a zimy (+2,5 °C). Bylo rovněž pozorováno, že na změny teploty okolí má vliv i vzdálenost fotovoltaického systému od vodního toku a charakter okolní vegetace.
„Výstavba fotovoltaických instalací ovlivňuje nejen teplotu, ale také místní ekosystém, včetně schopnosti půdy zadržovat vodu, rizika záplav a rozložení mikroorganismů,“ uvádí studie. Ta byla zatím provedena v povodí řeky Kušida a pouze v okolí solárních panelů instalovaných u země, ne na střechách budov. Povrchová teplota země byla měřena satelity.
Městské prostory zadržují teplo
Další studie, provedená výzkumníky z Technické univerzity v Mnichově v Německu, se zaměřila na vliv fotovoltaických fasád na městské tepelné mikroklima. Města trpí jevem zvaným „městský tepelný ostrov“, kdy je teplota uvnitř měst vyšší než v okolní krajině.
Analýza ukázala, že „fotovoltaika způsobuje denní oteplení průměrné sálavé teploty až o +5,47 °C v létě, a o +6,72 °C v zimě.“ „Fotovoltaické fasády systematicky způsobují oteplování okolního tepelného mikroklimatu v létě a snižují venkovní tepelný komfort,“ uvádí studie.
„V noci však k nárůstu těchto parametrů nedochází, a tak není narušena noční regenerace organismu, která je klíčová pro lidské zdraví,“ dodávají autoři. Důležitým faktorem pro možné zmírnění účinků fotovoltaických fasád je množství světla a slunečního záření, které odrážejí povrchy budov a dlažby. Použitím materiálů s nízkým podílem odraženého záření lze oteplovací efekt snižit.
S teplotou klesá výkon
U běžného fotovoltaického systému se pouze asi 20 % slunečního záření přeměňuje na elektrickou energii, zatímco zbytek se mění v energii tepelnou, která zůstává nevyužita. Během extrémních vln veder může mít tato zbytková energie škodlivé účinky.
Jak uvádí vědci v jiné studii, „elektrická účinnost fotovoltaického systému je nepřímo úměrná teplotě (solárních) článků“, což znamená, že „čím vyšší je teplota solárních článků, tím nižší je účinnost celého systému“. Server solar.com ještě uvádí, že u většiny solárních panelů dochází při každém zvýšení teploty nad 25 °C o jeden stupeň Celsia ke ztrátě výkonu o -0,3 až -0,5 %.
Tento rozdíl (tzv. teplotní koeficient výkonu) se nemusí jevit jako zásadní, ale vezmeme-li v úvahu, že v teplých regionech Evropy, a zejména ve vlnách veder, jaká jsme zažili nedávno, může teplota vzduchu dosáhnout přes 40 °C, teplota článků může vystoupat až k 65 °C, a to už ztrátu výkonu citelně zvyšuje.
Řešením přehřívání solárních panelů by mohly být nové metody chlazení fotovoltaických systémů. Ve světě probíhá výzkum různých technologických přístupů, od chlazení vodní mlhou, přerušovaným chlazením vodou nebo velmi nedávno navržený chladící systém se žebry a trubkami ve tvaru U.
Všechny tyto systémy zvyšují výkon panelů a snižují jejich teplotu, čímž mohou zároveň prodloužit i životnost fotovoltaických systémů.
K článku přispěl Ondřej Horecký.
– etf –
