屋顶光伏系统可为欧盟27个首都城市的城市电力供应作出有意义的贡献,这是据《光伏杂志》报道的研究结论。来自雅典环境研究与可持续发展研究所以及雅典国立卡波季斯特里安大学的一个团队构建了一个框架,将城市数据集、覆盖2008年至2023年的气候记录以及标准化光伏模拟相结合,以量化这些首都的屋顶太阳能潜力。
研究结果发表于《能源》期刊12月号的一篇论文,题为《评估欧盟27国屋顶太阳能光伏发电潜力的统一框架》。通讯作者帕纳约蒂斯·科斯莫普洛斯对该刊物表示,核心结论是屋顶太阳能在每个欧洲首都都具有可观潜力,但其贡献因城市形态、大气条件和当地电力需求而差异很大。
巴黎在屋顶面积和发电潜力上居首
巴黎拥有最大的可利用且与光伏兼容的屋顶面积,为72.2平方公里,其次是柏林的52.4平方公里和华沙的51.6平方公里。现实可用屋顶面积最小的是尼科西亚,为6.2平方公里,卢布尔雅那为5.6平方公里,瓦莱塔为2.6平方公里。
在年发电潜力方面,巴黎同样排名第一,为3.810太瓦时,领先于布达佩斯的2.548太瓦时、华沙的2.506太瓦时和罗马的2.035太瓦时。塔林为0.305太瓦时、卢布尔雅那为0.302太瓦时、瓦莱塔为0.202太瓦时,排名最低。
科斯莫普洛斯表示,屋顶可用性是总发电潜力的首要决定因素,而遮阴、云量和气溶胶则解释了屋顶资源相当的城市之间的大部分差异。该框架纳入了三个修正因子,分别涵盖城市遮阴、云量和气溶胶遮阴,分析发现云量通常是欧洲各地太阳能损失的最大来源。
仅靠屋顶太阳能被认为不足
科斯莫普洛斯对该刊物表示,在表现最好的城市,屋顶光伏最多可覆盖总电力需求的大约35%,但作为独立解决方案仍不充分。他说,气候中性城市仍将需要储能、灵活性措施、电网升级和互补性可再生能源技术。
研究还发现,欧盟各首都面临的挑战组合各不相同。科斯莫普洛斯表示,北部和大陆性城市往往比地中海城市拥有更大的屋顶资源,但面临更大的云量损失和更强的季节性波动。高密度城市环境面临更多遮阴和电网拥堵,而低密度城市可能更多受益于常规的屋顶部署模式。
他建议,欧洲可以采取简化许可、支持自消费、能源社区和太阳能就绪建筑等共同原则,而激励措施的选择应反映当地情况。密度较高的城市可能需要更有力地支持集体自消费和能源共享计划,而太阳能潜力高的城市则可能受益于电池储能和灵活性服务的激励措施,以缓解电网承载能力限制。北部城市可侧重季节性平衡和储能,南部城市则可侧重最大化本地自消费并降低夏季峰值需求。
科斯莫普洛斯将研究的核心信息概括为呼吁形成统一愿景而非相同政策,部署应以当地城市现实为指导,而非采取一刀切的做法。他补充说,主要障碍已不再是资源本身,而是通过更明智的政策、更快的许可、电网灵活性、储能和针对具体城市的实施策略来推动部署。
论文指出,该评估框架具有可重复性,并可推广到拥有同等数据集的其他城市。未来研究将把它扩展到主要经济中心和港口城市,包括汉堡、波尔图、比雷埃夫斯、利马索尔、鹿特丹和马赛。
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