قام العلماء بتقييم كيف يمكن أن تساعد الأسطح المزعومة باللون الأزرق والأخضر في تقليل درجة حرارة تشغيل الألواح الكهروضوئية على الأسطح ووجدوا أنها توفر تأثير تبريد كبير.
يعتمد نظام الري المستخدم في المشروع البحثي على إمدادات مياه إضافية يتم الحصول عليها من المياه الرمادية من الدشات التي يتم تحويلها إلى مياه ري.
قامت مجموعة بحثية بقيادة معهد أبحاث المياه في هولندا بالتحقيق في كيفية عمل السقف الأزرق والأخضر (BGR) كعامل تبريد للأنظمة الكهروضوئية على الأسطح ووجدت أن هذا النوع من السقف قد يخفض درجة حرارة سطح السطح بما يصل إلى 4.64 C مقارنة بسقف البيتومين التقليدي (BiR).
الأسطح ذات اللون الأزرق والأخضر عبارة عن أسطح تستخدم تقنيات “خضراء” ، مثل الصرف الجانبي والري لنمو النباتات والمحاصيل ، بالإضافة إلى التقنيات “الزرقاء” مثل تخزين مياه الأمطار والجرعات.
أجرى العلماء سلسلة من الاختبارات على نظام الكهروضوئية المركب على ما يسمى سقف رطب في مبنى سكني في أمستردام. الأسطح الرطبة المبنية عبارة عن أسطح تستخدم عمليات طبيعية تشمل نباتات الأراضي الرطبة والتربة والتجمعات الميكروبية المرتبطة بها لتحسين جودة المياه.
يعتمد نظام الري المستخدم في المشروع البحثي على إمدادات مياه إضافية يتم الحصول عليها من المياه الرمادية من الدشات التي يتم تحويلها إلى مياه ري.
تم تجهيز السطح أيضًا بنظام الاحتفاظ بمياه الأمطار Permavoid 85s ، ونظام الري الشعري ، وطبقة ركيزة من 6 سم، أوضحت المجموعة الهولندية: “باستخدام المياه الرمادية المعالجة، يتم الاحتفاظ بمستوى المياه في طبقة تخزين المياه أسفل الغطاء النباتي عند 50 مم على الأقل ، مما يضمن إمدادًا كافيًا من المياه للنباتات” ، مضيفة أن 26 نوعًا من النباتات الأصلية كانت زرعت على بطانيات السطح.
تمت مقارنة أداء التبريد لـ BGR بأداء BiR عبر نظام مستشعرات درجة الحرارة. تم تجهيز كلا السقفين بأنظمة كهروضوئية 23.7 كيلو واط باستخدام ألواح 405 واط من الشركة المصنعة الصينية JinkoSolar. تم ترتيب الوحدات في وضع أفقي مواجه للجنوب بزاوية ميل 20 درجة.
قال الباحثون “تم اختيار الألواح للمراقبة التفصيلية بحيث تكون الألواح الموجودة على الأسطح ذات اللون الأزرق والأخضر والأسطح البيتومين قريبة من بعضها قدر الإمكان، ومع ذلك تم استبعاد الألواح الأقرب إلى حافة السطح من الدراسة لأنها ستتأثر بشكل أكبر بتأثيرات الرياح. وأقل من الغطاء النباتي”.
من خلال تحليلهم ، وجد الأكاديميون أنه عندما تجاوزت درجات الحرارة 10 درجات مئوية ، أنتجت المجموعة الشمسية على BGR المزيد من الطاقة وعائد طاقة أعلى يصل إلى 4.4٪ في إشعاع مماثل مقارنةً بـ BiR.
وأشاروا أيضًا إلى أن BGR أكثر تعرضًا لأشعة الشمس بسبب موقعها. “هذا يعني أن نتائجنا يمكن أن تكون في الجانب المحافظ ، لذلك مع تأثيرات الظل المماثلة ، يمكن أن يكون أداء BGR أفضل من القياس هنا ،” صرحوا.
تم عرض النتائج التي توصلت إليها المجموعة في ورقة بعنوان ” زيادة إنتاج الألواح الشمسية مع أسطح زرقاء وخضراء في التنمية الحضرية الدائرية المائية والطبيعة الشاملة ” ، والتي نُشرت مؤخرًا في البناء والبيئة .
وخلص العلماء إلى أن “بشكل عام ، أظهرنا أن السقف الكهروضوئي ذي اللون الأزرق والأخضر يخلق وضعًا مربحًا للجانبين سواء بالنسبة لإنتاج الطاقة الكهروضوئية ، وتوازن المياه المحلي ، فضلاً عن التنوع البيولوجي”. “يمكن للبحوث المستقبلية أن تحقق بشكل أفضل في تأثيرات الرياح والبياض ، وارتفاعات مختلفة من الألواح الشمسية فوق السطح وتطور الغطاء النباتي وتأثيرات هذا الغطاء النباتي المتغير على الناتج الكهروضوئي.”
