新加坡一项新研究发现,将太阳能电池板和绿色屋顶共置,能更有效利用空间、增强屋顶绿化、促进发电并为建筑物降温,更高的能量输出和更低的室内温度可助建筑业主削减成本。该研究由新加坡建设局(BCA)、国家公园局(NParks)和新加坡国立大学(NUS)共同完成,于6月发表在《应用能源》杂志上。

研究人员称,这一发现挑战了传统观点。传统认为太阳能电池板和绿色屋顶互相排斥,因二者都需阳光直射。首席研究员、新加坡国立大学副教授Stephen Tay表示,研究中成功让绿色植物在太阳能电池板下生长。新加坡国立大学设计与工程学院建筑环境系的郑教授称,研究主要目的是评估土地有限的新加坡,太阳能电池板和绿化共置是否可行。
2021年11月至2022年10月,研究团队在红山亚历山大小学屋顶进行了为期一年的四种设置测试,包括裸露的混凝土屋顶、裸露的绿色屋顶、带太阳能电池板的混凝土屋顶、带太阳能电池板的绿色屋顶,测量了太阳能电池板发电量和屋顶表面温度。
研究发现,太阳能电池板绿色屋顶装置性能最高,发电更多,这可能是植物蒸散作用冷却了太阳能电池板。泰教授称,太阳能电池板暴露在阳光下会变热,发电量减少,植物可降低其温度,使共置成为互补方案。晴朗天空下,组合装置的太阳能电池板性能平均提高1.3%。
根据新加坡建设局等发布的媒体情况说明书,若在绿色屋顶安装约1640MW峰值容量的太阳能电池板,每年将额外产生3.4GW小时电力,可为约7400套四居室HDB单位供电一年。此外,二者结合还能降低屋顶表面和室内天花板温度,提高建筑物热舒适度,减少冷却能耗。
研究人员还发现,安装太阳能电池板的绿色屋顶上,植物水平覆盖率比无太阳能电池板的绿色屋顶高出近20%,五种耐阴植物中冷水花属植物生长最好。虽观察到害虫和疾病,但未采取防治措施也未显著影响植物生长,这为改善城市生物多样性提供了支持。
国家公园局城市自然科学中心高级研究员Poh Choon Hock先生表示,耐阴植物能适应新环境。鉴于新加坡屋顶空间有限,研究人员建议建筑业主同时部署绿色屋顶和太阳能电池板,以高效生产清洁电力、增强绿化、恢复自然环境。
BCA绿色建筑政策和技术部门首席经理Selvam Valliappan先生称,这对建筑业主是双赢局面,可增强城市绿化、助力迈向净零能耗建筑。研究人员希望该研究能为城市规划融入绿化和太阳能电池板提供依据、为政策制定提供信息,帮助热带地区国家制定解决方案。Poh先生认为,创新理念可能源于现有日常技术,关键在于找到新应用方法。













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