Świat ma potencjał techniczny, aby pomieścić 47,6 PWh paneli fotowoltaiczno-termicznych

Naukowcy z Central European University na Węgrzech oszacowali globalny potencjał produkcji energii fotowoltaiczno-termalnej (PVT) na dachach budynków w latach 2022-2060.

Ich model przewiduje, że systemy PVT mają obecnie potencjał techniczny do produkcji około 47,6 PWh, przy czym wkład po stronie PV wynosi około 29,5 PWh (62 proc.), a produkcji termicznej 18,1 PWh (38 proc.).

W badaniu wykorzystano geoprzestrzenny model zaopatrzenia w energię o wysokiej rozdzielczości do oszacowania użytecznej powierzchni dachów budynków w jedenastu regionach świata i obliczono odpowiednią globalną i regionalną produkcję, która powinna być zapewniona przez dachowe kolektory fotowoltaiczne w okresie 39-lat . Model opiera się na istniejącym modelu o nazwie BISE, który obejmuje trzy główne typy danych wejściowych: parametry meteorologiczne, związane z budynkami i technologiczne. Zdaniem autorów siła ich algorytmu polega na tym, że „wymaga jedynie łatwych do uzyskania i odtwarzalnych danych wejściowych do pomiarów meteorologicznych i technologicznych”.

Naukowcy przyjęli, że sprawność elektryczna i termiczna kolektorów PV-T wynosi odpowiednio 21,6 procent i 63,3 procent, a także współczynnik temperaturowy -0,35 procent C dla jednostki PV. Przyjęli również, że panele fotowoltaiczne będą oparte na ogniwach monokrystalicznych i hartowanym szkle antyrefleksyjnym, a moduły termiczne na kolektorze płaskim i absorberze miedzianym. W przypadku obu technologii nie wzięto pod uwagę tempa degradacji ani możliwych postępów technologicznych.

Model oszacował, że całkowite wartości powierzchni dachów wahają się od 3 miliardów metrów kwadratowych w Europie do 70 miliardów metrów kwadratowych w centralnie planowanej Azji, w tym w Chinach, w pierwszym roku okresu symulacji. Jednak tylko jedna trzecia całkowitej powierzchni dachu została uznana za odpowiednią do instalacji kolektorów PV-T.

Oczekuje się, że do 2060 r. największa możliwa do zainstalowania powierzchnia dachów pojawi się w centralnie planowanej Azji, Ameryce Łacińskiej i Ameryce Północnej. Najniższy obszar przewiduje się dla Afryki Subsaharyjskiej na 4,75 miliarda miliardów metrów kwadratowych i Europy na 1,2 miliarda miliardów metrów kwadratowych.

Oczekuje się, że całkowity potencjał produkcji energii PV-T będzie najwyższy w centralnie planowanej Azji, Ameryce Północnej i Ameryce Łacińskiej, z odpowiednio 9,7 PWh, 6,{4}} PWh i 4,5 PWh.

„Najbardziej ograniczone potencjały spodziewane są natomiast w Europie (0,24 PWh) i Afryce Subsaharyjskiej (1,28 PWh), gdzie albo geograficzny (klimatyczny), albo potencjał wykorzystania kolektorów słonecznych może zostać zmniejszony – stwierdzili naukowcy.

Oczekuje się, że w latach 2022-2060 największy wzrost potencjału produkcji energii PV-T nastąpi w Ameryce Łacińskiej, regionie Azji i Pacyfiku oraz w regionie Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej (MENA).

Naukowcy opisali swoje odkrycia w artykule „Oszacowanie globalnego potencjału technicznego produkcji energii słonecznej zintegrowanej z budynkiem przy użyciu modelu geoprzestrzennego o wysokiej rozdzielczości”, który został niedawno opublikowany w czasopiśmieDziennik czystszej produkcji.

„Ponieważ pozwala na to elastyczność i złożoność modelu BISE i może to prowadzić do jeszcze bardziej solidnych szacunków, nasze nadchodzące badania będą również traktować priorytetowo symulacje potencjału słonecznego przeprowadzane na skalę miejską i sąsiedzką i wspierane przez dane o bardzo wysokiej rozdzielczości oparte na technologii LIDAR na dachu” ," oni powiedzieli.