Nejteplejší léto aneb není za 0,69 °C FVE?

Meteorologická služba Evropské unie Copernicus konstatovala, že máme za sebou nejen nejteplejší léto od června do srpna, ale také měsíce červen a srpen vykázaly historicky nejvyšší naměřené hodnoty. Navíc průměrná teplota na povrchu Země 21. července dosáhla 17,09 °C, což je zatím nejvíc, kolik bylo kdy zjištěno. Zpráva se opírá o data z miliardy teploměrů umístěných na satelitech, lodích, letadlech i v meteorologických stanicích po celém světě.

Nejteplejší léto překonalo i loňský rekord, když průměrná globální teplota byla v období od začátku června do konce srpna o 0,69 stupně Celsia vyšší než průměrná teplota mezi lety 1991 a 2020. Průměrná globální teplota za dvanáct měsíců od září 2023 do srpna 2024 byla nejvyšší za jakékoli porovnatelné dvanáctiměsíční období. Konkrétně o 0,76 stupně Celsia nad průměrem z let 1991 až 2020 a o 1,64 stupně Celsia nad průměrem z předindustriálního období mezi lety 1850 a 1900.

Zástupkyně ředitele služby Copernicus Samantha Burgessová se v reakci na nejteplejší léto a další překonaná maxima vyjádřila v tom smyslu, že série teplotních rekordů zvyšuje pravděpodobnost, že rok 2024 bude nejteplejším v dějinách. Dodala, že extrémní meteorologické jevy související s teplotou budou intenzivnější a ničivější, pokud nepřijmeme opatření ke snížení emisí skleníkových plynů.

Znovu aktuální jsou v tomto kontextu závěry studie publikované v britském časopisu Nature, který zveřejňuje zásadní práce z astronomie, biologie, geověd a jaderné fyziky. Už v roce 2016 bylo prokázáno, že větší solární elektrárny zvyšují v místě teplotu. Na jedné straně tak máme za sebou nejteplejší léto v historii a na straně druhé dávno ověřené zjištění, že velké fotovoltaické parky vytvářejí takzvané tepelné ostrovy a zvyšují noční teplotu okolí o 3 až 4 °C. Nemůže mít růst celkové plochy solárních panelů na světě s růstem globální teploty souvislost?

Zvyšování podílu obnovitelných zdrojů energie a rozvoj výroby elektřiny solárními panely je přitom motivován právě bojem proti globálnímu oteplování. Negativní důsledky na mořské klima už byly studiemi prokázány rovněž u offshore větrných parků. Abychom tak snahou zabránit za každou cenu globálnímu oteplování nezpůsobili, že budeme mít nejteplejší léto každý rok…

Provedená studie publikovaná v Nature přitom postavila na hlavu teorie a analýzy založené na simulovaných modelech či empirické práce omezené na jediný biom, které naznačovaly, že fotovoltaické systémy by naopak měly okolní teplotu snižovat. Ukázalo se však, že solární panely vykazují zásadně odlišnou odrazivost, absorpci i zpětné vyzařování sluneční energie v porovnání s okolní vegetací a dalšími objekty v terénu. Teploty nad fotovoltaickou elektrárnou jsou v noci pravidelně o zmíněné 3–4 °C vyšší než v okolní přírodě.

Přímá kvantifikace efektu fotovoltaického tepelného ostrova (PVHI) byla provedena současným monitorováním tří lokalit. Kromě fotovoltaické elektrárny to byl přírodní pouštní ekosystém a referenční zastavěné prostředí, které rovněž vytváří (městské) tepelné ostrovy (UHI), reprezentovalo parkoviště obklopené komerčními budovami.

Teplota vzduchu ve výšce 2,5 metru byla kontinuálně sledována více než jeden rok. Průměrná roční teplota u FVE činila 22,7 + 0,5 °C, zatímco nedaleký pouštní ekosystém vykazoval 20,3 + 0,5 °C. Teplotní rozdíly ovlivňovala denní doba i roční období, nicméně teplota fotovoltaiky byla vždy nejméně stejná jako u UHI nebo vyšší než v jiných místech. Podobně jako UHI i fotovoltaická instalace zpomaluje pokles okolních teplot ve večerních hodinách. Průměrné půlnoční teploty ve fotovoltaickém zařízení během roku byly 19,3 + 0,6 °C a blízký pouštní ekosystém vykazoval 15,8 + 0,6 °C. Na jaře a v léte byl efekt PVHI výraznější a činil +3,5 °C.

Samotná teplota solárního panelu má přitom přímý vliv na jeho schopnost vyrábět elektřinu. Jako referenční se udává teplota 25 °C používána při standardním testování a každý °C nad tuto hodnotu přináší pokles výkonu solárního panelu vyjadřovaný procentuálně jako teplotní koeficient. Většina monokrystalických a polykrystalických solárních panelů má teplotní koeficient v rozmezí -0,3 až -0,5 %/°C, u tenkovrstvých to může být i -0,2 %/°C. Tepelný koeficient například -0,35 %/°C znamená, že výkon solárního panelu se při nárůstu teploty nad 25 °C sníží o 0,35 % za každý stupeň. Panel se přitom může ohřát i na teplotu 65 °C, což by jeho účinnost snížilo na 17,2 procent.

Cílenému ochlazování panelů napomáhají různé metody instalace, které umožňují proudění vzduchu pod soláry, pracuje se i se sklonem konstrukce. Nicméně je zřejmé, že solární panely své okolí ohřívají. Přispívá k tomu i fakt, že z principu své funkce jsou černé. Několikaletá pozorování výzkumníků z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR – CzechGlobe prokázala, že teplota černých střech se v létě pohybuje mezi 65 a 75 °C. Naproti tomu teplota bílých střech se dostává maximálně na 40 až 48 °C v závislosti na použité krytině. A je překvapivé, že hojně podporované, takzvané zelené střechy nevycházejí z porovnání nejlépe.

Intenzivně zalévaná zelená střecha sice vykazuje 35 °C, nicméně nezalévaná travnatá střecha už se dostává na teplotu 46 °C a extenzivní zelená střecha se sukulenty, jako jsou netřesky, se ohřívá až na 52 °C. Je tedy otázkou, zda se boj proti globálnímu oteplování ubírá vždy tím správným směrem…