Исследование: солнечные батареи или зеленые насаждения — что лучше размещать на крыше?

Архитектура - Исследование: солнечные батареи или зеленые насаждения — что лучше размещать на крыше?

Ученые из Имперского колледжа Лондона и Абердинского университета Шотландии разработали новый способ поиска оптимального использования крыш городских домов, который подразумевает сравнение эффективности при установке солнечных батарей и выращивании на кровле культурных растений.

Предложенный исследователями метод объединяет биогеохимическое моделирование и многоцелевую оптимизацию энергетической системы. Цель его применения заключается в оценке различных вариантов использования крыши здания.

«Модель оптимизации проекта учитывает вид крыши, особенности электросети, конфигурацию энергосистемы и стратегию эксплуатации», — пояснили ученые. Они также добавили, что исследование, проведенное в городском районе Шанхая, включающем 30 крупных коммерческих зданий, продемонстрировало применимость их методики.

Исследователи рассмотрели три варианта выращивания томатов на крыше: с применением открытой посадки, в теплице без кондиционирования и в теплице с климатической установкой. В качестве альтернативы этим решениям был изучен эффект от размещения на кровле фотоэлектрической установки.

Архитектура - Исследование: солнечные батареи или зеленые насаждения — что лучше размещать на крыше?

«Для всех трех вариантов сельскохозяйственного использования крыши мы учитываем затраты за весь жизненный цикл, включающий установку всего необходимого, различные процессы, связанные с выращиванием, а также доход от продажи урожая томатов, — заявили ученые. — Для фотоэлектрической системы мы также учитываем расходы за весь жизненный цикла, а прибыль определяется исходя из количества выработанной электроэнергии».

Кроме того, для оценки применимости каждого из трех вариантов выращивания томатов, исследователи также моделировали процессы денитрификация и разложения. Полученные результаты привели к выводу, что для большинства зон наиболее предпочтительным решением является установка солнечных батарей.

«Основные причины заключаются в том, что фотоэлектрические панели имеет тенденцию приносить больше экономической выгоды для всей системы, чем сельскохозяйственные насаждения на крыше», — заявили исследователи.

Однако они отметили, что размещение на кровле теплицы для культурных растений, в которой контролируется концентрация углекислого газа, освещение и влажность — это экологичный и конкурентоспособный с экономической точки зрения вариант.

«Мы обнаружили, что использование сельскохозяйственных систем на крыше обеспечивает большую гибкость при проектировании энергетических систем, когда учитываются экономические показатели и уровень выбросов парниковых газов», — объяснили ученые.

Исследователи также рассказали, что совместное размещение на кровле объектов сельского хозяйства и солнечных электростанций может дать много преимуществ. При этом они отметили необходимость применения «целостного системного подхода» к проектированию пространства крыши и малую изученность этой сферы. Отчет о проделанной работе ученые опубликовали в издании iScience в статье Sustainable Design of Urban Rooftop Food-Energy-Land Nexus.

Читайте также:

Источник: sciencedirect.com