태양열 발전소가 건조한 지역의 지역 기후와 식물을 형성하는 방법

중국과학원(CAS)의 연구자들은 건조한 지역에서 태양광발전소가 유도하는 쿨 아일랜드 효과(CIE)를 조사한 결과 지리적 맥락과 계절적 요인에 따라 영향의 방향과 규모가 결정되며 주변 식물에 상당한 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다.

CIE는 표면 특성과 에너지 균형의 차이로 인해 특정 지역이 주변보다 온도가 낮은 상태를 말합니다. PV 발전소에서 이는 패널 차광, 지면- 수준의 태양열 흡수 감소, 햇빛을 전기로 변환 및 대류 열 방출 강화로 인해 발생할 수 있습니다.

"우리는 Landsat-8 지표 온도, 커널 정규화 차이 식생 지수, 완충 분석 및 부분 최소 제곱 구조 방정식 모델링(PLS-SEM)을 사용하여 중국 건조 지역의 8개 PV 발전소를 분석했습니다."라고 그룹은 설명했습니다. "이 연구를 위해 중국의 건조한 지역, 특히 신장, 내몽고, 간쑤 및 칭하이에 위치한 8개의 PV 발전소가 선택되었습니다."

과학자들은 Landsat 8에서 캡처한 계절 이미지에서 파생된 2022년 지표면 온도(LST) 데이터를 사용했습니다. 이러한 LST 데이터 세트는 PV 발전소 영역과 주변 환경 간의 온도 차이로 정의되는 냉각 강도(XD)와 냉각 영향이 설치 외부로 얼마나 멀리 확장되는지를 설명하는 냉각 거리(Dist)라는 두 가지 주요 지표를 통해 PV 발전소로 인한 쿨 아일랜드 효과를 정량화하는 데 사용되었습니다.

또한 동일한 원격 탐사 데이터를 사용하여 식생 지수, 특히 커널-kNDVI(커널 정규화 차이 식생 지수)를 계산하여 냉각 구역 내 및 영향을 받지 않는 인접 지역 모두에서 식생 반응을 평가했습니다. 이를 통해 연구자들은 냉각 효과의 공간적 범위뿐만 아니라 여러 구역의 식물 성장 역학에 대한 생태학적 영향도 평가할 수 있었습니다.

결과에 따르면 냉각 강도(XD)는 여름에 Wuzhong City(WZ)에서 가장 높은 값인 3.1C에 도달한 반면, 간쑤성 Minqin County, Hongshagang Town(HSG)에서는 가을에 가장 낮은 값인 0.02C가 관찰되었습니다. 또한 봄에는 Urad Banner(WLTQ), 가을에는 Huanghuatan Town(HHT), 겨울에는 Hami(HM)를 포함한 여러 현장에서 특정 계절에 쿨 아일랜드 효과(CIE)가 나타나지 않았습니다.

더욱이, 결과는 여름이 일반적으로 Dalad Banner(DLT)에서 2.1C, Wuzhong City에서 최고 3.1C를 포함하여 높은 XD 값을 나타냄을 나타냅니다. 대조적으로, 겨울 조건은 더 큰 공간 변동성을 나타냈습니다. Gonghe County(GH)는 상대적으로 높은 XD 2.6C를 기록한 반면, Huanghuatan Town과 Dalad Banner는 각각 0.31C와 0.9C로 상당히 낮은 수준을 유지했습니다.

8개 연구 위치 모두에서 냉각 거리는 120m에서 540m까지 상당히 다양한 것으로 나타났으며 이는 쿨 아일랜드 효과의 공간적 범위에서 큰 현장{2}}차이를 강조합니다.

부분 최소 제곱 구조 방정식 모델링(PLS-SEM)은 형태학적 복잡성이 냉각 효과의 지배적인 동인인 반면 더 큰 태양광 발전소 크기가 강력한 억제 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 기후 조건도 비록 그 정도는 적기는 하지만 긍정적으로 기여하는 것으로 밝혀졌습니다. 종합적으로, 이러한 요인들은 냉각 강도와 범위에서 관찰된 변화의 약 63%를 설명했습니다.

분석은 또한 지역 기후 조건과 냉각 효과의 강도에 따라 식생 반응이 현장과 계절에 따라 매우 이질적이라는 것을 제안했습니다.

"우리는 지리적으로 차별화된 'PV CIE-식생 반응' 프레임워크를 제안했습니다. 상대적으로 건조하고 따뜻한 지역에서는 모양이 복잡하지 않은 중간 규모의 분산형 식물이 바람직합니다."라고 학계는 결론지었습니다. "그러나 춥고 고도가 높은 지역에서는-기울기를 조정하고 패널 밀도를 줄이면 식생 위험을 완화할 수 있습니다."

그들의 연구 결과는 Ecological Indicators에 발표된 "건조 지역의 태양광 발전소에 의한 시원한 섬 효과 및 식생 반응 정량화"에 나타났습니다. 중국과학원, 중국 Huadian Gansu Energy Corporation, PowerChina Beijing Engineering Corporation, 영국 Reading University의 연구원들이 이번 연구에 기여했습니다.