Kako solarne farme oblikuju lokalnu klimu i vegetaciju u sušnim regijama

Istraživači iz Kineske akademije nauka (CAS) istraživali su fotonaponski efekt hladnog ostrva (CIE) u sušnim regijama i otkrili da značajno utiče na okolnu vegetaciju, pri čemu je smjer i veličina njegovog utjecaja vođena geografskim kontekstom i sezonskim faktorima.

CIE se odnosi na stanje u kojem je određeno područje hladnije od okoline zbog razlika u svojstvima površine i energetskom bilansu. U PV postrojenjima, ovo se može dogoditi zbog zasjenjivanja panela, smanjene apsorpcije sunca-na nivou zemlje, pretvaranja sunčeve svjetlosti u električnu energiju i poboljšanog konvektivnog odvođenja topline.

"Analizirali smo osam fotonaponskih postrojenja u sušnim regijama Kine koristeći Landsat-8 površinsku temperaturu, vegetacijski indeks normalizirane razlike u jezgru, analizu pufera i modeliranje parcijalnih najmanjih kvadrata strukturne jednačine (PLS-SEM)", objasnila je grupa. "Za ovu studiju odabrano je osam fotonaponskih elektrana koje se nalaze u sušnim regijama Kine, posebno u Xinjiangu, Unutrašnjoj Mongoliji, Gansuu i Qinghaiu."

Naučnici su koristili podatke o temperaturi površine kopna (LST) iz 2022. godine, izvedene iz sezonskih slika koje je snimio Landsat 8. Ovi LST skupovi podataka korišteni su za kvantifikaciju efekta hladnog otoka izazvanog fotonaponskim (PV) postrojenjima kroz dvije ključne metrike: intenzitet hlađenja (XD), definiran kao temperaturna razlika između okolne okoline i udaljenosti od okoline i udaljenosti od hlađenja. utjecaj hlađenja se proteže prema van od instalacije.

Osim toga, isti podaci daljinskog istraživanja korišteni su za izračunavanje vegetacijskih indeksa, posebno indeksa vegetacije{0}}normalizirane razlike vegetacije (kNDVI), za procjenu odgovora vegetacije kako unutar rashlađene zone tako iu susjednim područjima izvan njenog utjecaja. Ovo je omogućilo istraživačima da procijene ne samo prostorni obim efekta hlađenja, već i njegov ekološki uticaj na dinamiku rasta biljaka u različitim zonama.

Rezultati su pokazali da je intenzitet hlađenja (XD) dostigao najveću vrijednost od 3,1 C ljeti u gradu Wuzhong (WZ), dok je najniža vrijednost od 0,02 C uočena u jesen u gradu Hongshagang, okrug Minqin, provincija Gansu (HSG). Osim toga, efekat hladnog ostrva (CIE) nije bio prisutan u određenim godišnjim dobima na nekoliko lokacija, uključujući Urad Banner (WLTQ) u proljeće, Huanghuatan Town (HHT) u jesen i Hami (HM) zimi.

Štaviše, rezultati su pokazali da je ljeto općenito pokazalo povišene vrijednosti XD, uključujući 2,1 C u Dalad Banner-u (DLT) i vrhunac od 3,1 C u Wuzhong Cityju. Nasuprot tome, zimski uslovi su pokazali veću prostornu varijabilnost: okrug Gonghe (GH) je zabilježio relativno visok XD od 2,6 C, dok su grad Huanghuatan i Dalad Banner ostali znatno niži, na 0,31 C odnosno 0,9 C.

Na svih osam istraživačkih lokacija, utvrđeno je da udaljenost hlađenja značajno varira, u rasponu od 120 m do 540 m, naglašavajući velike{2}}specifične razlike u prostornom opsegu efekta hladnog ostrva.

Modeliranje strukturalne jednačine parcijalnih najmanjih kvadrata (PLS-SEM) je dalje otkrilo da je morfološka složenost dominantan pokretač efekta hlađenja, dok veća veličina fotonaponskog postrojenja ima snažan supresivni utjecaj. Utvrđeno je da klimatski uslovi takođe doprinose pozitivno, iako u manjoj mjeri. Zajedno, ovi faktori objašnjavaju približno 63% uočenih varijacija u intenzitetu i obimu hlađenja.

Analiza je dodatno sugerirala da su reakcije vegetacije vrlo heterogene po lokacijama i godišnjim dobima, ovisno o lokalnim klimatskim uvjetima i jačini efekta hlađenja.

"Predložili smo geografski diferencirani okvir 'PV CIE–vegetacija odgovor'. Srednje-decentralizovane biljke sa superiornom složenošću oblika su poželjnije u relativno suhim i toplim regijama," zaključili su akademici. "Međutim, u hladnim,-oblastima na velikoj nadmorskoj visini, podešavanje nagiba i smanjenje gustine panela mogu ublažiti rizike od vegetacije."

Njihovi nalazi su se pojavili u "Kvantifikaciji efekta hladnog ostrva izazvanog fotonaponskim elektranama i reakcije vegetacije u sušnim regionima", objavljenom u Ekološkim pokazateljima. Istraživači iz Kineske akademije nauka, kineske Huadian Gansu Energy Corporation, PowerChina Beijing Engineering Corporation i Univerziteta Reading Ujedinjenog Kraljevstva dali su doprinos studiji.