Czy gigantyczne farmy fotowoltaiczne mogą sprowadzić deszcz na pustynię?
Wielkoskalowa fotowoltaika najczęściej analizowana jest w kontekście produkcji energii. Niemieccy naukowcy stawiają jednak znacznie bardziej ambitne pytanie o to, czy farmy fotowoltaiczne mogłyby aktywnie wpływać na lokalny klimat i wspierać powstawanie opadów na obszarach pustynnych?
Czy rozległe farmy fotowoltaiczne mogą nie tylko produkować energię, ale również wpływać na lokalny klimat? Taki scenariusz chcą zweryfikować naukowcy z uniwersytetu w Hohenheim, którzy rozpoczynają trzyletni projekt badawczy, aby sprawdzić, czy odpowiednio zaprojektowana infrastruktura energetyczna mogłaby wspierać powstawanie opadów w regionach pustynnych.
Zespół badaczy z niemieckiego uniwersytetu stawia hipotezę, że wielkoskalowe instalacje fotowoltaiczne w nadmorskich regionach pustynnych mogą wpływać na lokalne procesy atmosferyczne w sposób sprzyjający formowaniu chmur i opadów. Projekt będzie realizowany na Półwyspie Arabskim dzięki finansowaniu z UAE Research Program for Rain Enhancement Science (UAEREP), międzynarodowego programu wspierającego technologie zwiększania opadów w regionach suchych i półsuchych. Program dysponuje budżetem 5 mln dolarów (ok. 18,2 mln złotych) rocznie, a tegoroczna edycja wyłoniła trzy zwycięskie zespoły spośród około 120 zgłoszeń z całego świata.
Ciemne moduły, ciepłe powietrze i wilgoć znad morza
Podstawą hipotezy jest dobrze znany mechanizm fizyczny związany z nagrzewaniem powierzchni. Ciemne moduły fotowoltaiczne absorbują promieniowanie słoneczne, podnosząc temperaturę powietrza przy powierzchni gruntu. W warunkach nadmorskich pustyń taki efekt mógłby współpracować z wilgotnymi bryzami znad morza.
Według naukowców ciepłe powietrze unoszące się nad dużymi instalacjami PV mogłoby transportować wilgoć do wyższych warstw atmosfery, gdzie dochodzi do kondensacji i potencjalnie do powstawania opadów konwekcyjnych. Badacze podkreślają jednak, że mowa wyłącznie o hipotezie wymagającej terenowej weryfikacji, a kluczowym parametrem pozostaje skala całej infrastruktury.
W grze także sztuczne wydmy
Projekt obejmuje również analizę alternatywnego mechanizmu wspierania opadów. Naukowcy chcą sprawdzić, czy sztuczne wydmy o wysokości kilkuset metrów mogłyby działać podobnie do naturalnych pasm górskich, wymuszając unoszenie wilgotnych mas powietrza i wspierając proces kondensacji. W wizji badaczy przyszły krajobraz mógłby łączyć farmy PV, plantacje odpornych na suszę roślin przemysłowych takich jak jojoba czy jatrofa oraz infrastrukturę wspierającą zarządzanie wodą.
Część energii produkowanej przez fotowoltaikę mogłaby zasilać systemy pompowania i nawadniania, podczas gdy sama roślinność ograniczałaby lokalne przegrzewanie, potencjalnie poprawiając warunki pracy modułów PV.
LiDAR, superkomputery i pustynny test terenowy
Aby zweryfikować hipotezę, badacze wykorzystają zaawansowane systemy LiDAR, które pozwolą mierzyć temperaturę, wilgotność i dynamikę wiatru w trzech wymiarach od poziomu farm fotowoltaicznych aż po wysokości, na których formują się chmury. Pomiary mają być prowadzone w pobliżu istniejących dużych instalacji fotowoltaicznych w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, w tym przy Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park w Dubaju. Obiekt dysponował pod koniec 2025 roku mocą około 3,8 GW, a docelowo ma osiągnąć 7,2 GW.
Zebrane dane posłużą do kalibracji wysokorozdzielczych modeli meteorologicznych działających z rozdzielczością sięgającą 100 metrów. Symulacje będą realizowane na superkomputerach Hunter i HoreKa obsługiwanych przez University of Stuttgart oraz Karlsruhe Institute of Technology.
Jeśli hipoteza znalazłaby potwierdzenie, mogłoby to otworzyć nowy rozdział w projektowaniu infrastruktury energetycznej dla regionów dotkniętych chronicznym deficytem wody.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
