Cолнеч­ные панели нагре­вают планету?

Влияние фото­воль­таики на климат Земли

Roman Rubanovich, NENCOM

Фотоволь­та­и­че­ские (PV) модули ока­зы­вают как локаль­ное, так и гло­баль­ное воз­дей­ствие на тем­пе­ра­туру. Локаль­ное вли­я­ние зави­сит, в первую оче­редь, от аль­бедо (отра­жа­тель­ной спо­соб­но­сти) той поверх­но­сти, на кото­рой они уста­нов­лены. Альбедо самих PV моду­лей состав­ляет около 6%, что при­мерно соот­вет­ствует аль­бедо откры­того океана:

«Blue Marble» © NASA, цве­то­пробы NENCOM

Класси­че­ская чере­пица отра­жает в сред­нем около 25% сол­неч­ного света, осталь­ные 75% погло­ща­ются и пре­об­ра­зу­ются в тепло. Если уста­но­вить на крыше PV модули, они будут погло­щать около 94% сол­неч­ного излу­че­ния. КПД совре­мен­ных PV моду­лей состав­ляет более 22%, в экс­тре­мально жаркую погоду может сни­зиться до 20%. Это значит, что около 20% пада­ю­щей на PV модули сол­неч­ной энер­гии будет пре­об­ра­зо­вано в элек­три­че­ство. Ещё 6% будет отра­жено поверх­но­стью модуля, а остав­ши­еся 74% — пре­об­ра­зо­ваны в тепло. Таким обра­зом, уста­но­вив PV модули на чере­пич­ной крыше мы прак­ти­че­ски не изме­ним локаль­ный нагрев поверх­но­стей и окру­жа­ю­щего воз­духа.

В то же время мы созда­дим тень для самой крыши, умень­шив, таким обра­зом, нагрев поме­ще­ния и расход элек­три­че­ской энер­гии для его охла­жде­ния. Это, в свою оче­редь, сни­жает антро­по­ген­ное воз­дей­ствие на повы­ше­ние гло­баль­ной тем­пе­ра­туры. Есть мно­же­ство науч­ных иссле­до­ва­ний на эту тему. Доказано, что в неко­то­рых слу­чаях PV модули могут немного повы­шать локаль­ную тем­пе­ра­туру воз­духа днём непо­сред­ственно над ними. Обычно это про­ис­хо­дит в реги­о­нах с высо­ким аль­бедо поверх­но­сти (напри­мер, в пустыне). Если мы уста­но­вим PV модули на белой крыше, то повы­сим локаль­ную тем­пе­ра­туру. Если же мы уста­но­вим их на чёрной крыше, то пони­зим локаль­ную тем­пе­ра­туру.

Намного важнее тот факт, что про­из­вод­ство элек­тро­энер­гии с помо­щью сол­неч­ных пане­лей не тре­бует сжи­га­ния иско­па­е­мого топ­лива, кото­рое выде­ляет угле­кис­лый газ и другие пар­ни­ко­вые газы в атмо­сферу. Таким обра­зом, несмотря на воз­мож­ное локаль­ное повы­ше­ние тем­пе­ра­туры в неко­то­рых местах, на гло­баль­ном уровне сол­неч­ные элек­тро­стан­ции сни­жают антро­по­ген­ную теп­ло­вую нагрузку на поверх­ность Земли. Традици­он­ная энер­ге­тика похва­стать этим не может.