道格拉斯·克里夫/shutterstock
今年12月46日，英國僅存的最後一座燃煤發電站從長達XNUMX天的沉睡中甦醒，以滿足空調機組運行的電力需求。
這些曾經是 罕見的情況 由於全國天氣炎熱，風力較小，一座核電站正在維護中，以及與挪威的電力互連繫統出現故障。 但天氣只會變得更熱，這一事件揭示了屋頂太陽能係統在我們未來能源系統中應發揮的重要作用。
其荒謬之處在於 依靠煤炭為空調提供動力 在英國的夏天很難錯過。 鑑於夏季高溫和陽光充足，屋頂太陽能係統具有獨特的定位來滿足這一需求，這一點尤其如此。 它們還可以幫助建築物遮陽，有效減少冷卻需求並降低能耗。
冷卻需求不僅限於空調，還可能涉及家庭、超市、辦公室、醫院、工廠等許多其他能源密集型過程。 在全國各地，電機驅動著用於冷卻冰箱、冰櫃、數據中心、食品加工業、飲水機等的壓縮機。
隨著氣溫升高，該設備的運行會更加劇烈。 據英國 政府估計，熱浪期間的峰值冷卻需求可能是夏季平均水平的兩倍。
屋頂太陽能電池板的冷卻優勢
屋頂太陽能還可以通過使建築物處於陰涼處來減少冷卻需求。 A 研究 亞利桑那州立大學進行的一項研究發現，即使是一組遮蔽約半個屋頂的適度太陽能電池板，也能導致冷卻需求減少2% 至13%，具體取決於位置、屋頂類型和隔熱水平等因素。
儘管屋頂太陽能正在安裝 比以往更快 在英國，它的使用率仍然很低，大約只有三分之一的建築物使用了這種技術。 最近的整個城鎮的 30D 地圖意味著可以更準確地估計潛力。 工具如 谷歌環境洞察 分析衛星圖像不僅可以了解我們的城市天際線可能安裝多少個模塊，還可以了解它們應該安裝在哪裡，以最大限度地減少陰影並產生最多的電力。
考慮諾丁漢和考文垂這兩個我們工作的英格蘭中部城市的可能性。 如果諾丁漢要最大限度地發揮其屋頂潛力，所有這些面板可以產生近 500 兆瓦 (MW) 的電力，大約相當於一個中型燃氣發電廠。 考文垂潛力更大，有700MW。 這些容量將相當於諾丁漢近三分之一的電力需求和考文垂近一半的電力需求（僅屋頂）。
隨著地球經歷最熱的溫度 大約120,000年，保持建築物涼爽至關重要。 目前，製冷需求主要由非住宅建築驅動，但 預測 表明到本世紀末大約 80% 可能來自家庭。
這讓事情變得很尷尬，因為家用空調往往在人們下班或放學回家的晚上使用最多，而不是在陽光明媚的白天。 澳大利亞的研究人員提出了一個 聰明的解決方案 為了解決這種不平衡問題，我們對空調裝置進行編程，使其與太陽能係統協同工作，在人們回家之前預先冷卻建築物。
面對不斷變化的氣候挑戰，太陽能係統在解決夏季製冷需求和增強氣候適應能力方面的關鍵作用變得越來越明顯。 雖然8 月份空調對燃煤發電的不同尋常的依賴凸顯了這種緊迫性，但接下來的一個月出現了一個有趣的觀察結果：儘管2022 月份涼爽、多雲多雨，但太陽能電池板仍然貢獻了英國電力需求的XNUMX% 左右。 儘管 XNUMX 年 XNUMX 月的氣溫破紀錄，但該數值還是超過了 XNUMX 年 XNUMX 月的數值。
發生了什麼事情？ 儘管今年 7 月太陽能電池板發電量下降了 15%，但總體電力需求下降了 XNUMX%，部分原因是冷卻需求大幅減少。 兩者之間的聯繫非常明顯。
關於作者
湯姆羅傑斯，可持續能源工程高級講師， 諾丁漢特倫特大學; Amin Al-Habaibeh，智能工程系統教授， 諾丁漢特倫特大學; 安吉琳娜·多納斯特格·索薩，可再生能源和能源管理助理講師， 考文垂大學和 瓦希德·瓦希迪納薩布，電力與能源系統副教授， 諾丁漢特倫特大學
