Parkingi solarne: Wiaty solarne i parkingi solarne – zrównoważony sposób wykorzystania fotowoltaiki na nawierzchniach asfaltowych

Nawierzchnie asfaltowe są powszechne w wielu miastach i oferują wystarczającą przestrzeń do montażu wiat słonecznych i parkingów zasilanych energią słoneczną. Ten rodzaj fotowoltaiki jest szczególnie zrównoważony, ponieważ jest instalowany na istniejących nawierzchniach i nie wymaga nowego terenu. Jednocześnie zacienienie zapewniane przez panele słoneczne pomaga zapobiegać powstawaniu miejskich wysp ciepła, ponieważ przegrzane ulice stanowią jeden z największych problemów klimatycznych w obszarach miejskich. Ponadto wiaty słoneczne i parkingi zasilane energią słoneczną mogą pomóc zmniejszyć wpływ na środowisko poprzez bezemisyjne wytwarzanie energii elektrycznej.

Problem miejskich wysp ciepła jest poważny i rozległy, a mimo to większość ludzi nie wie, co może z nim zrobić. Planowanie urbanistyczne jest kluczowym czynnikiem w walce z przegrzewaniem się środowisk miejskich. Według klimatologa dr. Ebi Kryptona, „79% globalnej emisji CO2 jest bezpośrednio lub pośrednio związane z działalnością miejską”. Ten wysoki odsetek odpowiedzialności za emisję gazów cieplarnianych ilustruje ogromną presję, pod jaką znajdują się nasze miasta wraz ze wzrostem gęstości zaludnienia. Niestety, wielu współczesnych architektów i urbanistów akceptuje ciepło jako nieunikniony element swoich projektów. Jest jednak nadzieja – jeśli zaakceptujemy i wdrożymy rozwiązania architektoniczne dostosowane do zmian klimatu, może to pomóc ograniczyć globalne ocieplenie do 1,5–2°C.

Więcej informacji tutaj:

• Zielone inteligentne miasto: zielona infrastruktura i bezemisyjne dostawy energii elektrycznej

Inteligentne miasto: zielona infrastruktura i zasilanie – Zdjęcie: Xpert.Digital / studiostoks|Shutterstock.com

Badanie przeprowadzone przez DeLorean Power w Szwajcarii wykazało, że sposób parkowania pracowników idealnie odpowiada ilości wytwarzanej energii słonecznej. Dzienny przebieg pojazdu elektrycznego można pokonać praktycznie w każdych warunkach pogodowych, a nadwyżkę energii można odprowadzić do sieci. Roczna produkcja energii słonecznej na parkingu pokrywa zapotrzebowanie energetyczne pojazdu. Parkingi solarne mają największy potencjał w zakresie wytwarzania energii elektrycznej spośród wszystkich sektorów infrastruktury. W Szwajcarii na każdy zarejestrowany samochód przypadają około dwa miejsca parkingowe. W odpowiednich regionach mogłoby to wygenerować ponad 10 terawatogodzin energii słonecznej rocznie (15% obecnego zużycia energii elektrycznej). „To zdumiewające, jak mało jest instalacji pilotażowych” – stwierdzili autorzy badania. Ponadto taki dach chroni samochód przed czynnikami atmosferycznymi i zmniejsza nagrzewanie się latem.

Według analizy Federalnego Urzędu Statystycznego (FSO), w Szwajcarii znajduje się co najmniej 5 milionów naziemnych miejsc parkingowych (6400 hektarów) z około 4,7 miliona zarejestrowanych samochodów osobowych. Miejsca parkingowe zostały zarejestrowane cyfrowo, co pozwala na identyfikację jedynie większych, przyległych obszarów, a nie pojedynczych miejsc parkingowych. Eksperci ds. ruchu drogowego szacują zatem, że liczba miejsc parkingowych wynosi od 8 do 10 milionów. To około dwa na samochód.

Według innego badania, zatytułowanego „Generowanie energii słonecznej dla obiektów infrastrukturalnych i obszarów konwersji”, parkingi naziemne lub otwarte mają największy potencjał fotowoltaiczny spośród wszystkich obszarów infrastrukturalnych. Mogą one wytwarzać do 10 terawatogodzin (TWh) energii elektrycznej z fotowoltaiki rocznie. To daje całkowitą produkcję energii elektrycznej w Szwajcarii na poziomie 65,5 TWh.

Średnia powierzchnia parkingu wynosi 12,5 metra kwadratowego (2,5 x 5 metrów). Jest to również powierzchnia, którą musi pokryć dach solarny. Wydajność energetyczna systemu fotowoltaicznego zależy od wielu czynników, takich jak natężenie promieniowania słonecznego, sprawność komponentów i orientacja modułu. W Turgowii z 1 kW zainstalowanej mocy fotowoltaicznej (1000 kWh na 1 kWp) można wytworzyć około 1000 kWh energii elektrycznej rocznie.

W zależności od zastosowanych modułów fotowoltaicznych, 1 kWp wymaga zainstalowanej mocy od 4 do 8 metrów kwadratowych. W niniejszym badaniu przyjęto 5 m² na kWp. W związku z tym można zainstalować miejsce parkingowe o powierzchni 12,5 m² z systemem o mocy 2,5 kWp, generując 2500 kWh energii słonecznej rocznie. Średnie zużycie energii w szwajcarskim gospodarstwie domowym wynosi około 4500 kWh rocznie (bez ogrzewania, wentylacji i pojazdów elektrycznych).

Modułowa konstrukcja wiaty samochodowej jest korzystna, ponieważ pozwala na dopasowanie zadaszenia do niemal każdego miejsca parkingowego, zapewniając tym samym ciągłe dobre wykorzystanie powierzchni parkingowej i gwarantując możliwość rozbudowy.

Moduły bifacjalne zapewniają lepszą transmisję światła przez wiatę. Jest to atrakcyjne wizualnie i przekłada się na wyższą wydajność słoneczną, ponieważ te moduły fotowoltaiczne mogą również wykorzystywać światło wpadające od dołu, dostarczając o 10-20% więcej energii. Obecnie technologia bifacjalna nie jest powszechnie stosowana, ponieważ jej opłacalność ekonomiczna nie jest gwarantowana ze względu na wysokie ceny modułów. Oczekuje się jednak, że technologia ta zyska na popularności w nadchodzących latach.

W naszym modułowym i skalowalnym systemie carportów solarnych 4+2+, który wykorzystuje moduły półprzezroczyste i dwustronne, obowiązują następujące zasady i stanowią one dodatkową, konkurencyjną cenowo alternatywę:

Opcje dachów solarnych specjalnie dla pojazdów – Zdjęcie: Xpert.Digital

Więcej informacji tutaj:

• Fakty i liczby: Wiata słoneczna, wiata z dachem solarnym, porównanie opcji zadaszenia i przykładowy parking z wydajnością energetyczną

Limitless: Modułowy i skalowalny system solarnych wiat garażowych dla samochodów osobowych i ciężarowych

Limitless: Modułowy i skalowalny system solarnych wiat garażowych dla samochodów osobowych i ciężarowych

Dane techniczne: Modułowy i skalowalny system carportu solarnego dla samochodów osobowych i ciężarowych

Dane techniczne: Modułowy i skalowalny system carportu solarnego dla samochodów osobowych i ciężarowych

Zalety w skrócie:

• Elastyczna i modułowa (skalowalna) konstrukcja
• Wysokość prześwitu dla samochodów osobowych od 2,66 m (z możliwością przedłużenia do 4,5 m lub więcej dla ciężarówek)
• Głębokość miejsca parkingowego dla samochodów osobowych do 6,1 m, możliwa strona przeciwna do 12,5 m.
  Głębokość zależy od wymiarów zastosowanych modułów fotowoltaicznych.
• System carportu solarnego został optymalnie zaprojektowany dla półprzezroczystych modułów słonecznych o
  przepuszczalności światła 12%/40% (!) – i jest certyfikowany do montażu sufitowego.
• Opcjonalnie dostępne z mocnym oświetleniem LED, ściemnialnym i ze sterowaniem ruchem
• Nadaje się również do miejsc parkingowych o nachylonym położeniu
• Brak ukrytych kosztów związanych z fundamentami.
  Zastosowanie fundamentów punktowych (najbardziej ekonomiczne rozwiązanie, bez konieczności wykonywania rozległych wykopów pod płyty betonowe itp. w celu zapewnienia stabilności konstrukcji) lub montaż z płytami fundamentowymi, w zależności od istniejących warunków gruntowych/asfaltu.

Dalsze źródła:

• Współczynnik kosztów fundamentów gruntowych dla wiat solarnych
• Zadaszenia solarne, w których standard już nie obowiązuje – optymalne rozwiązanie na każde wyzwanie związane z zadaszeniami solarnymi na otwartych miejscach parkingowych
• Systemy carportów solarnych: Która opcja jest lepsza i/lub bardziej opłacalna?
• Strategia wykorzystania carportu solarnego do miejsc parkingowych otwartych
• Modułowy system carportu solarnego do wszelkich zastosowań i sytuacji

System solarny do wiaty samochodowej

Technologia kolumn 4+2+ oferuje najbardziej elastyczne rozwiązanie (zarówno pod względem technicznym jak i cenowym) w zakresie systemów zadaszenia miejsc parkingowych. Po zastosowaniu odpowiednich modyfikacji można ją łatwo rozbudować i zastosować również do większych pojazdów, np. samochodów ciężarowych

Rosnące przegrzewanie się miast stanowi problem globalny. W ostatnich latach temperatura w obszarach miejskich na całym świecie wzrosła średnio o 0,5 do 1 stopnia Celsjusza. To ocieplenie jest spowodowane głównie absorpcją światła słonecznego przez asfalt i inne ciemne powierzchnie.

Naukowcy są zgodni, że efekt miejskiej wyspy ciepła jest konsekwencją globalnego ocieplenia. Jednak na różnice temperatur między obszarami miejskimi i wiejskimi mogą wpływać również inne czynniki, takie jak roślinność, wiatr i konstrukcja budynków.

Efekt ten jest szczególnie widoczny w dużych miastach, ponieważ to tam mieszka najwięcej ludzi i jeździ najwięcej samochodów. Ciepło jest podnoszone przez samochody i unosi się w górę. Następnie odbija się od wieżowców i gromadzi w kanionach ulicznych.

Problem przegrzania w miastach jest więc podwójny: po pierwsze, bezpośrednie pochłanianie światła słonecznego przez asfalt i inne ciemne powierzchnie, a po drugie, unoszenie się ciepła przez ruch uliczny.

Jednym z możliwych rozwiązań problemu przegrzewania się miast jest instalacja wiat słonecznych i parkingów solarnych. Systemy te mogą zmniejszyć zarówno absorpcję światła słonecznego, jak i nagrzewanie się.

Carporty solarne to zadaszone miejsca parkingowe wyposażone w moduły fotowoltaiczne. Moduły te przetwarzają padające światło słoneczne na energię elektryczną. Jednocześnie ciepło słoneczne jest rozpraszane i nie jest przenoszone na otoczenie. Dzięki temu temperatura pod carportem może spaść nawet o 10 stopni Celsjusza.

Montaż wiat solarnych i parkingów solarnych jest zatem skutecznym sposobem na ograniczenie efektu miejskiej wyspy ciepła. Systemy te nie tylko rozwiązują problem przegrzewania, ale mogą być również wykorzystywane do wytwarzania energii odnawialnej.

Więcej informacji tutaj:

• Wpływ urbanizacji: Miejska wyspa ciepła (UHI) – zapobieganie poprzez dachy solarne z jednoczesną produkcją energii elektrycznej

Miejska wyspa ciepła (MWC) to obszar miejski lub metropolitalny, który jest znacznie cieplejszy niż otaczające go obszary wiejskie z powodu działalności człowieka. Różnica temperatur jest zazwyczaj większa w nocy niż w ciągu dnia i najbardziej wyraźna przy słabym wietrze. MWC jest szczególnie zauważalna latem i zimą. Główną przyczyną zjawiska MWC są zmiany w powierzchni ziemi. Jedno z badań wykazało, że na powstawanie wysp ciepła może wpływać bliskość różnych rodzajów pokrycia terenu, tak że bliskość jałowych gruntów prowadzi do ocieplenia gleby w mieście, a bliskość roślinności ją ochładza. Kolejnym czynnikiem jest ciepło odpadowe generowane przez zużycie energii. Wraz ze wzrostem liczby ludności zwiększa się jej powierzchnia, a średnia temperatura rośnie. Używa się również terminu „wyspa ciepła”; może on odnosić się do dowolnego obszaru, który jest stosunkowo cieplejszy niż jego otoczenie, ale zazwyczaj odnosi się do obszarów zakłóconych przez działalność człowieka.

Miesięczne opady deszczu są wyższe w strefie cienia deszczowego miast, częściowo z powodu UHI. Rosnące temperatury w ośrodkach miejskich wydłużają sezony wegetacyjne i ograniczają występowanie słabych tornad. UHI pogarsza jakość powietrza poprzez zwiększenie produkcji zanieczyszczeń, takich jak ozon, oraz pogarsza jakość wody, ponieważ cieplejsza woda wpływa do rzek regionu, obciążając ich ekosystemy.

Nie wszystkie miasta charakteryzują się wyraźnym efektem miejskiej wyspy ciepła, a jego charakterystyka w dużym stopniu zależy od klimatu panującego na obszarze, na którym miasto się znajduje. Efekt miejskiej wyspy ciepła można złagodzić poprzez zielone dachy, pasywne chłodzenie radiacyjne w ciągu dnia oraz stosowanie jasnych powierzchni w obszarach miejskich, które odbijają więcej światła słonecznego i pochłaniają mniej ciepła. Urbanizacja zaostrzyła skutki zmian klimatu w miastach.

Zjawisko to zostało po raz pierwszy zbadane i opisane przez Luke'a Howarda w latach 10. XIX wieku, choć to nie on nadał mu nazwę. Badania nad atmosferą miejską kontynuowano w XIX wieku. W latach 20. i 40. XX wieku badacze w Europie, Meksyku, Indiach, Japonii i Stanach Zjednoczonych, pracując w rozwijających się dziedzinach lokalnej klimatologii, czyli meteorologii mikroskalowej, poszukiwali nowych metod zrozumienia tego zjawiska. W 1929 roku Albert Peppler użył terminu „miejska wyspa ciepła”, który jest uważany za pierwszy przykład miejskiej wyspy ciepła. W latach 1990–2000 publikowano około 30 badań rocznie; do 2010 roku liczba ta wzrosła do 100, a do 2015 roku przekroczyła 300.

Więcej informacji tutaj:

• Wpływ urbanizacji: Miejska wyspa ciepła (UHI) – zapobieganie poprzez dachy solarne z jednoczesną produkcją energii elektrycznej