Pet miliona krovova u Švajcarskoj — više od polovine ukupnog broja u zemlji — pogodno je za proizvodnju energije. Pregled dve strategije razvoja solarnih fotonaponskih uređaja pokazao je da bi kombinovanje ova dva pristupa moglo dovesti do toga da više od dve trećine švajcarskih gradova i gradova postanu energetski samodovoljni.
Kao deo svoje Energetske strategije 2050, švajcarska savezna vlada cilja na brzo širenje solarne fotonaponske instalirane baze u zemlji, sa ciljem da proizvede 35 teravat-sati (TWh) energije iz obnovljivih izvora (bez hidroenergije) u 2035. i 45 TWh. 2050. Kako se ovi ciljevi mogu postići na način koji je efikasan i pravedan prema pojedinim gradovima?
Opšte je prihvaćeno da će solarna energija igrati ključnu ulogu u dekarbonizaciji švajcarskog energetskog miksa – zbog čega je energetski potencijal krova dugo bio tema istraživanja naučnika u Laboratoriji za solarnu energiju i fiziku zgrada (LESO-PB) u okviru Arhitektonske škole EPFL-a, Građevinarstvo i inženjerstvo zaštite životne sredine (ENAC).
dr. Alina Valch je procenila potencijal sistema obnovljivih izvora energije, koristeći međudisciplinarni pristup koji kombinuje velike podatke sa mašinskim učenjem (često se generalno naziva veštačka inteligencija ili AI).
Ona je razvila, a zatim uporedila dva scenarija za proširenje solarne fotonaponske instalirane baze u Švajcarskoj kako bi se postigla — ili čak premašila — ciljevi Energetske strategije 2050, radeći u saradnji sa dr Martinom Rudisulijem, stručnjakom za modeliranje energetskih sistema u Švajcarskim saveznim laboratorijama za nauku o materijalima i tehnologiju (Empa) u Dibendorfu.
„Zajedno smo sproveli istraživanje, oslanjajući se na moje znanje o solarnom fotonaponskom modeliranju i Martinovo iskustvo u proceni različitih scenarija za proširenje ovog oblika snage kao deo energetske tranzicije“, kaže Volč.
Pre nego što je mogla da generiše prognoze potencijala solarne energije švajcarskih krovova 2050. godine, Volč je prvo morala da uspostavi osnovu za svoje procene i da napravi neke pretpostavke. Koje vrste krovova bi trebalo da uzme u obzir za svoj model? Da li treba da ima fleksibilan pristup i da uključi krovove koji primaju manje sunčeve svetlosti ili koji su orijentisani na sever? Za početak, odlučila je da uključi samo krovove koji su u potpunosti ili uglavnom okrenuti prema jugu.
„Ali na kraju smo otkrili da krovovi okrenuti prema severu sa uglom nagiba manjim od 20 stepeni takođe mogu biti kandidati za visoko produktivne instalacije solarne energije“, objašnjava Volč. Stoga je dodala i ove krovove svom modelu – i njena procena ukupnog potencijala solarne energije Švajcarske skočila je za 25%. „Izračunali smo maksimalni potencijal svih švajcarskih krovova“, kaže Valh.
„Ali, kako sat otkucava, postavlja se hitnije pitanje: koje su strategije potrebne da bi se što pre ispunili ciljevi savezne vlade?“
Ključ za efikasnu proizvodnju energije je da se na najbolji način iskoristi raspoloživi krovni prostor. Veliki krovovi sa blagim nagibom — kao što su oni na industrijskim i poljoprivrednim zgradama — jasno nude najveći solarni potencijal. Najvažnije je da ovi krovovi imaju malo krovnih prozora, dimnjaka i drugih nadgradnji, a same zgrade imaju tendenciju da se nalaze dalje od izgrađenih područja, što znači da solarni paneli manje smetaju.
Prema Valchovim proračunima, postavljanje solarnih fotonaponskih sistema na samo 4% takvih krovova povećalo bi godišnju proizvodnju na 15 TWh. Štaviše, ovaj pristup bi sveo broj odvojenih instalacija na minimum, pomažući da se smanje i troškovi i emisije ugljenika.
Opremanje dodatnih 2,5 miliona krovova solarnim panelima bio bi brz i lak način da se postigne cilj za 2050. od 45 TWh. Ali, kao i kod svih stvari, postoji nedostatak: urbanim oblastima nedostaje neophodna nekretnina na krovovima da bi zadovoljila svoje potrebe za električnom energijom prema ovom pristupu, što znači da bi koristi bile neravnomerno raspoređene.
