วิธีที่โซลาร์ฟาร์มกำหนดสภาพภูมิอากาศและพืชพรรณในท้องถิ่นในพื้นที่แห้งแล้ง

นักวิจัยจาก Chinese Academy of Sciences (CAS) ได้ตรวจสอบปรากฏการณ์เกาะเย็น (CIE) ที่เกิดจากพืชแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในพื้นที่แห้งแล้ง และพบว่ามีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อพืชพรรณโดยรอบ โดยทิศทางและขนาดของผลกระทบขึ้นอยู่กับบริบททางภูมิศาสตร์และปัจจัยตามฤดูกาล

CIE หมายถึงสภาวะที่พื้นที่ใดบริเวณหนึ่งเย็นกว่าบริเวณโดยรอบ เนื่องจากคุณสมบัติพื้นผิวและความสมดุลของพลังงานที่แตกต่างกัน ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการแรเงาแผง การดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ระดับพื้นดิน-ลดลง การเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า และการกระจายความร้อนแบบพาความร้อนที่เพิ่มขึ้น

"เราวิเคราะห์โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ 8 แห่งในเขตแห้งแล้งของจีนโดยใช้อุณหภูมิพื้นผิวดิน Landsat-8 จุด ดัชนีพืชพรรณส่วนต่างที่ทำให้เป็นมาตรฐานของเคอร์เนล การวิเคราะห์บัฟเฟอร์ และการสร้างแบบจำลองสมการโครงสร้างกำลังสองน้อยที่สุดบางส่วน (PLS-SEM)" กลุ่มอธิบาย "โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ 8 แห่งได้รับเลือกสำหรับการศึกษานี้ ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาคแห้งแล้งของจีน โดยเฉพาะในซินเจียง มองโกเลียใน กานซู และชิงไห่"

นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลอุณหภูมิพื้นผิวดิน (LST) จากปี 2022 ซึ่งได้มาจากภาพถ่ายตามฤดูกาลที่ Landsat 8 บันทึกไว้ ชุดข้อมูล LST เหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อวัดปริมาณปรากฏการณ์เกาะเย็นที่เกิดจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ผ่านตัวชี้วัดหลัก 2 ประการ ได้แก่ ความเข้มของการทำความเย็น (XD) ซึ่งหมายถึงความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นที่โรงไฟฟ้า PV กับสภาพแวดล้อมโดยรอบ และระยะการทำความเย็น (Dist) ซึ่งอธิบายว่าอิทธิพลของการทำความเย็นขยายออกไปด้านนอกจากการติดตั้งมากน้อยเพียงใด

นอกจากนี้ ข้อมูลการสำรวจระยะไกลเดียวกันยังถูกนำมาใช้ในการคำนวณดัชนีพืชพรรณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเคอร์เนล-ดัชนีพืชพรรณที่แตกต่างที่ทำให้เป็นมาตรฐาน (kNDVI) เพื่อประเมินการตอบสนองของพืชทั้งภายในเขตเย็นและในพื้นที่ใกล้เคียงที่อยู่นอกเหนืออิทธิพลของมัน สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถประเมินไม่เพียงแต่ขอบเขตเชิงพื้นที่ของผลกระทบการทำความเย็น แต่ยังรวมถึงผลกระทบทางนิเวศวิทยาต่อการเปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโตของพืชในโซนต่างๆ

ผลการวิจัยพบว่าความเข้มของการทำความเย็น (XD) สูงถึงค่าสูงสุดที่ 3.1 C ในฤดูร้อนในเมืองอู๋จง (WZ) ในขณะที่ค่าต่ำสุดที่ 0.02 C ถูกพบในฤดูใบไม้ร่วงที่เมืองหงซากัง เทศมณฑล Minqin มณฑลกานซู (HSG) นอกจากนี้ เอฟเฟกต์เกาะเย็น (CIE) ไม่ปรากฏในบางฤดูกาลในหลายพื้นที่ รวมถึง Urad Banner (WLTQ) ในฤดูใบไม้ผลิ เมือง Huanghuatan (HHT) ในฤดูใบไม้ร่วง และ Hami (HM) ในฤดูหนาว

นอกจากนี้ ผลการวิจัยยังระบุว่า โดยทั่วไปแล้วฤดูร้อนจะแสดงค่า XD ที่สูงขึ้น ซึ่งรวมถึง 2.1 C ที่ Dalad Banner (DLT) และจุดสูงสุดที่ 3.1 C ที่เมือง Wuzhong ในทางตรงกันข้าม สภาพฤดูหนาวมีความแปรปรวนเชิงพื้นที่มากขึ้น เทศมณฑลกงเหอ (GH) บันทึกค่า XD ที่ค่อนข้างสูงที่ 2.6 C ในขณะที่เมือง Huanghuatan และ Dalad Banner ยังคงต่ำกว่ามากที่ 0.31 C และ 0.9 C ตามลำดับ

จากสถานที่ศึกษาทั้ง 8 แห่ง พบว่าระยะการทำความเย็นแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ 120 ม. ถึง 540 ม. โดยเน้นย้ำถึงความแตกต่างเฉพาะของไซต์ใหญ่-ในขอบเขตเชิงพื้นที่ของเอฟเฟกต์เกาะเย็น

การสร้างแบบจำลองสมการโครงสร้างกำลังสองน้อยที่สุดบางส่วน (PLS{0}}SEM) เผยให้เห็นเพิ่มเติมว่าความซับซ้อนทางสัณฐานวิทยาเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความเย็น ในขณะที่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ขึ้นจะมีอิทธิพลในการยับยั้งอย่างมาก สภาพภูมิอากาศก็พบว่ามีส่วนช่วยในเชิงบวกเช่นกัน แม้ว่าจะมีขอบเขตน้อยกว่าก็ตาม โดยรวมแล้ว ปัจจัยเหล่านี้อธิบายประมาณ 63% ของการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในความเข้มและขอบเขตของการทำความเย็น

การวิเคราะห์ยังชี้ให้เห็นว่าการตอบสนองของพืชพรรณมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละพื้นที่และฤดูกาล ขึ้นอยู่กับทั้งสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นและความแข็งแกร่งของผลกระทบจากการทำความเย็น

"เราเสนอกรอบการทำงาน 'PV CIE–การตอบสนองด้านพืชพรรณ' ที่แตกต่างกันทางภูมิศาสตร์ พืชขนาดกลาง-ที่มีการกระจายอำนาจและมีความซับซ้อนทางรูปทรงที่เหนือกว่านั้นเป็นที่นิยมในภูมิภาคที่ค่อนข้างแห้งและอบอุ่น" นักวิชาการสรุป "อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่เย็น-ในพื้นที่สูง การปรับความเอียงและการลดความหนาแน่นของแผงอาจช่วยลดความเสี่ยงของพืชพรรณได้"

การค้นพบของพวกเขาปรากฏใน "ผลกระทบจากเกาะเย็นที่เกิดจากโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เชิงปริมาณและการตอบสนองของพืชพรรณในพื้นที่แห้งแล้ง" ซึ่งตีพิมพ์ใน ตัวบ่งชี้ทางนิเวศวิทยา นักวิจัยจาก Chinese Academy of Sciences, Huadian Gansu Energy Corporation ของจีน, PowerChina Beijing Engineering Corporation และ University of Reading ของสหราชอาณาจักร มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งนี้