Intergrace zelených střech a fotovoltaických panelů: vliv na diverzitu rostlin a členovců a na produkci elektřiny

Verze PDF
Jak zelené střechy, tak fotovoltaické panely mají zajisté svůj kladný enviromentální přínos, ovšem zdá se, že tyto dvě technologie soutěží o prostor na střechách. Rostoucí počet studií však naznačuje, že integrace fotovoltaických panelů se zelenými střechami poskytuje vzájemné výhody jak pro výrobu elektrické energie fotovoltaickými panely, tak pro společenství na zelené střeše (Schindler et al., 2016). Kombinace zelených střech s fotovoltaickými panely by mohla poskytovat synergické výhody, protože panel by byl ochlazován přítomnou vegetací, a tudíž by produkoval více elektřiny, a zároveň by solární panel zlepšoval růstové podmínky pro vegetaci a zvyšoval by abiotickou heterogenitu, což by mělo za následek vyšší diverzitu rostlin. To by zase mohlo zlepšit funkce zelené střechy, včetně jejího chlazení a zadržování dešťové vody (Cook-Patton a Bauerle, 2012; Lundholm et al., 2010) a potenciálně zvýšit diverzitu členovců (Siemann, 1998).
Přínosy integrace zelených střech a fotovoltaických systémů byly zkoumány na abiotických podmínkách zelených střech a na rozmanitosti a hojnosti rostlin. Hypotéza byla testována na nezavlažované zelené střeše ve středomořském podnebí, porovnávány byly výsledky zelených střech, zelených střech s fotovoltaickým panelem a konvenční střechy s fotovoltaickým panelem. 
 
Využitelné výstupy: 
 
Abiotické podmínky: Teplota vzduchu v oblasti zastíněné panelem na obou typech střech s fotovoltaickými panely byla ve stejné oblasti chladnější na zelených střechách. Maximální denní teplota vzduchu na úrovni země, průměrovaná za každý měsíc, zde byla o 6 ° C nižší. V nezastíněných oblastech před panelem byly střechy s panely pouze o 3 ° C chladnější než zelené střechy bez panelu a zelené střechy s panelem měly střední teploty, které se výrazně nelišily od ostatních dvou typů střech. I když to platilo v průměru po celou dobu experimentu, v zimě byly střechy s panely teplejší než oba typy zelených střech. Teploty substrátu, zprůměrované mezi všemi měřenými místy, nebyly významně rozdílné mezi zelenými střechami s panelem a bez něj. Vlhkost substrátu se také průměrně nelišila mezi typem zelené střechy, ale heterogenita vlhkosti substrátu byla vyšší u zelených střech s panelem.
 
Vegetace: Rozdíly v diverzitě rostlin se objevily až druhým rokem studie, hlavní rozdíl mezi zelenými střechami s panely a bez nich bylo vyšší zastoupení Chrysanthemum coronarium v zelených střechách bez panelů a vyšší zastoupení Trifolium purpureum na zelených střechách s panely. Hojnost rostlin, měřená v bodovém průniku, se na zelených střechách s panelem a bez něj v obou letech nelišila, i když v určitých oblastech střech byly rozdíly. Ačkoli diverzita vegetace nebyla obecně ovlivněna přítomností panelů, její růst ano - Sedum sediforme bylo o 80% vyšší v oblasti před panelem a pod panelem než ve stejných oblastech na střechách bez panelů, a to v obou letech.
 
Členovci:  Komunity členovců zelených střech s panely si byly navzájem podobné, zatímco na jiných střechách bez panelů byly komunity odlišnější. Analýza ukázala, že komunity na zelené střeše s panely se lišily od komunit na konvenční střeše tím, že měly nízký počet mravenců Messor hebraeus a Tapinoma israele a vysoký počet druhů chvostoskoků Collembola. Ačkoli tyto rozdíly tvořily pouze celkem 37% rozdílů mezi komunitami a mnoho jiných druhů přispívalo k rozdílům mezi komunitami v malém rozsahu. Analýza dále ukázala, že zelené střechy s panely obsahovaly o 80% méně pavouků než jiné typy střech, zelené střechy bez panelů vykazovaly o 60–70% více roztočů než jiné typy střech a zelené střechy bez panelů vykazovaly v průměru o 70% více zástupců řádu Collembola než konvenční střechy pouze s panelem, tedy diverzita a četnost taxonů členovců byla nižší na zelených střechách s panely než bez nich.
 
Výkon panelů: Teploty panelů na zelených a konvenčních střechách byly obecně stejné ve všech ročních obdobích, i když panely na konvenčních střechách byly v zimě mírně teplejší. Při porovnávání výroby během hodin, kdy byly teploty nad 25 ° C, tedy nedošlo k žádnému rozdílu ve výrobě elektřiny mezi panely na dvou typech střech.
Předpokládáná pozitivní souvislost se tedy nepotvrdila, protože panely nebyly chlazeny z vegetace v létě. Rovněž se zdá, že heterogenita světla a vlhkosti nezvyšuje biologickou rozmanitost na střechách. Namísto zvýšené heterogenity může být klíčem ke zvýšení biologické rozmanitosti větší dostupnost zdrojů, zejména vody pro rostliny. Proto by bylo vhodné, aby budoucí studie zkoumaly účinky zavlažování na výkon panelů v zelených střechách v oblastech, kde v průběhu roku po dlouhou dobu postrádají srážky.
Zdroj: 
Bracha Y. Schindler, Leon Blaustein, Ran Lotan, Hadar Shalom, Gyongyver J. Kadas, Merav Seifan (2018) Green roof and photovoltaic panel integration: Effects on plant and arthropod diversity and electricity production, Journal of Environmental Management, Volume 225, 2018, Pages 288-299, ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.08.017.
Zadal: 
Alena Peltanová (překlad Kateřina Blecherová)
EEA Grants ČEPS EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.