斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的研究人员开发了一种用于计算光伏绿色屋顶能量通量的新型模型。绿色屋顶是指覆盖有蔬菜等植被的屋顶，光伏可能会受益于其冷却效果。在创建模型后，该团队根据真实设置对其进行了测试以进行验证。

“通过准确测定所有热通量，本研究旨在改进蒸散量的计算，这对于估算用水量非常重要，”该团队解释道。“本研究的方法确保研究结果不仅可供研究人员用于进一步研究，也可供寻求实施节能城市基础设施解决方案的行业专家使用，从而有效促进城市可持续发展目标。”

该模型假设屋顶绿化面积较大，由景天属植物、有机基质和矿棉基质层组成。根据可用的气象数据和光伏设置参数，它使用简化的二维视角系数和先进的三维方法来计算太阳能模块阻挡的阳光和辐射量。通过这些计算，它能够确定能量通量，例如短波和长波辐射、土壤热通量、显热通量和潜热通量。

“这项研究的新颖之处在于，可配置的设置具有不同的遮阳比例，可用于开发和验证模型，为不同的光伏绿色屋顶系统提供稳健性，”学者们补充道。“长波辐射模型包括一个针对绿色屋顶表面温度开发的参数模型，该模型具有不同的遮阳系数，以及用于在 3D 几何中确定遮阳和视角系数的公开计算代码。”

为了验证模型的准确性，该团队在斯洛文尼亚卢布尔雅那建造了一个实验装置。它包括一个长宽各为 0.71 米的绿色屋顶样本，由含有高达 2 厘米有机物的景天属植物植被毯、2 厘米矿物基质混合物(熔岩、浮石、沸石)和 4 厘米轻质矿棉基质组成。两个高 0.65 米、宽 0.505 米的单晶模块位于绿色屋顶上方。它们的下边缘高出屋顶 30 厘米，倾斜角为 25°。

该小组表示：“测量分两个阶段进行：第一阶段用于验证能量通量和蒸散量模型，于 2024 年 6 月 28 日至 8 月 6 日进行。”“第二阶段于 8 月 21 日至 28 日进行，当时将长波辐射仪器面朝下，以便开发绿色屋顶表面温度模型。”

将实验装置的测量值与模型的测量值进行比较，入射长波辐射产生的标准均方根误差 (NRMSE) 为 5.1%。与测量值相比，模拟蒸散量的日值 NRMSE 为 4.4%。他们强调这些指标表现出“高精度”。

“实验结果显示，与露天条件相比，光伏条件下绿色屋顶表面的入射长波辐射差异高达 100 W m-²，表明对能量平衡有重大影响，结果进一步表明。“忽略与光伏模块的长波辐射交换将导致每日蒸散量低估 18%。”

他们的研究成果发表在《可持续城市与社会》杂志上的《太阳能光伏对绿色屋顶能量平衡和蒸散的影响》一文中。