Một nhóm các nhà nghiên cứu Úc cho biết họ đã xác nhận lợi ích của việc kết hợp lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái nhà với mái nhà 'xanh' với nghiên cứu mới cho thấy sự kết hợp này đã tăng khả năng sản xuất năng lượng mặt trời lên tới 107% trong thời kỳ cao điểm.
Hình ảnh: UTS
Một nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Sydney dẫn đầu cho thấy rằng hệ thống mái nhà 'năng lượng mặt trời sinh học' - hệ thống kết hợp hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt trên mái nhà được bao phủ một phần hoặc toàn bộ bởi thảm thực vật - mang lại những cải thiện đáng kể về hiệu suất và năng lượng của tấm pin sản xuất.
Các nhà nghiên cứu cho biết: “Khi các tấm pin mặt trời nóng lên vượt quá 25oC, hiệu suất của chúng sẽ giảm rõ rệt”. “Mái nhà xanh giúp điều hòa nhiệt độ trên mái nhà nên chúng tôi muốn tìm hiểu xem liệu mái nhà xanh có thể giúp giải quyết vấn đề nhiệt làm giảm sản lượng của các tấm pin mặt trời hay không.”
Nhóm nghiên cứu, bao gồm cả các học giả từ Đại học Canberra và Đại học Charles Sturt, đã so sánh hệ thống quang điện trên mái nhà thông thường với hệ thống mái nhà xanh tích hợp năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian 8 tháng kéo dài từ mùa hè đến mùa đông.
Hai tòa nhà được sử dụng trong nghiên cứu có cùng chiều cao, kích thước và hình dạng và nằm cạnh nhau trong khu thương mại trung tâm Sydney. Cả hai mái nhà đều có diện tích khoảng 1.860 m2, với khoảng 1/3 được bao phủ bởi các tấm pin mặt trời. Thảm thực vật bao phủ khoảng 78% mái nhà xanh và các tấm pin mặt trời bao phủ 40% diện tích trồng cây này.
Cả hệ thống mái nhà xanh và thông thường đều sử dụng bốn bộ biến tần ba pha SolarEdge được đánh giá là hoạt động với hiệu suất 98%. Mái nhà xanh bao gồm 335 tấm SunPower Maxeon 395 W, với tổng công suất hệ thống là 132,33 kW. Mái nhà thông thường sử dụng 346 tấm LG 320 W với công suất danh định cực đại là 110,72 kW.
Các nhà nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã đo lường tác động đến đa dạng sinh học và sản lượng năng lượng mặt trời, cũng như cách thực vật đối phó với việc lắp đặt các tấm pin phía trên chúng”, đồng thời lưu ý rằng mái nhà xanh đã giảm nhiệt độ bề mặt tới 9,63 C đối với các tấm pin mặt trời và 6,93 C. C cho bề mặt mái.
Nhóm nghiên cứu cho biết việc giảm nhiệt độ đã mang lại những cải thiện đáng kể về hiệu suất của tấm pin mặt trời, dẫn đến tăng sản lượng năng lượng mặt trời và sản xuất năng lượng tổng thể.
Họ cho biết: “Việc giảm nhiệt độ này đã làm tăng sản lượng tối đa của các tấm pin mặt trời lên 21-107%, tùy theo tháng”. “Mô hình hiệu suất cho thấy một mái nhà xanh rộng lớn ở trung tâm Sydney có thể sản xuất thêm 4,5% điện năng ở bất kỳ mức ánh sáng nào.”
Các nhà nghiên cứu cho biết lợi ích của việc kết hợp các tấm pin mặt trời với một mái nhà sống còn vượt xa việc tăng cường sản xuất năng lượng khi thảm thực vật trên mái nhà năng lượng mặt trời sinh học phát triển mạnh ở các khu vực ngay bên dưới và xung quanh các tấm pin mặt trời.
“Điều này thật đáng ngạc nhiên,” họ nói. “Không ngờ thực vật lại thích những khu vực có bóng râm dưới các tấm pin hơn là những khu vực thoáng đãng. Điều này cho thấy việc che nắng bằng các tấm pin mặt trời sẽ không ngăn cản sự phát triển của những khu vườn trên mái đầy đủ và khỏe mạnh.”
Mái nhà xanh cũng là nơi sinh sống của nhiều loài chim và côn trùng hơn mái nhà thông thường, giảm lượng nước mưa chảy tràn và cách nhiệt tòa nhà khỏi nhiệt độ khắc nghiệt.
Một nhóm nghiên cứu khác do Viện nghiên cứu nước KWR của Hà Lan dẫn đầu gần đây đã điều tra cách mái nhà xanh lam (BGR) có thể hoạt động như một chất làm mát cho hệ thống quang điện trên mái nhà và đã phát hiện ra rằng loại mái nhà này có thể làm giảm nhiệt độ bề mặt mái nhà lên tới 4,64 C so với mái bitum thông thường (BiR).
