El efecto de calentamiento de la energía fotovoltaica en la temperatura de la superficie terrestre

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Científicos de la Universidad japonesa de Kyushu han estudiado las tendencias de la temperatura de la superficie terrestre (TST) debidas a la instalación de FV en torno a la cuenca del río Kushida, situada en el centro de Japón y compuesta por tres regiones: la ciudad de Matsusaka, el pueblo de Taki y el pueblo de Meiwa. Utilizaron redes neuronales convolucionales (CNN, por sus siglas en inglés) para identificar las instalaciones FV a partir de imágenes aéreas y teledetección para medir los cambios de temperatura.

“Diseñamos un modelo analítico compuesto basado en tecnología de teledetección y aprendizaje automático para cuantificar el impacto de los paneles solares en el ambiente térmico en zonas con diferentes características geográficas”, explicaron. “Este modelo identifica los paneles solares montados en el suelo utilizando datos disponibles públicamente y estudia la distribución espacial de los distintos tipos de paneles solares y los cambios en la temperatura de la superficie circundante”.

La zona investigada por los investigadores abarca una superficie total de 767,62 km2, de la que los bosques y las tierras de cultivo representan alrededor del 81%. Utilizaron fotografías aéreas de alta resolución para identificar las instalaciones fotovoltaicas y recopilaron resultados estadísticos para determinar su distribución. También realizaron análisis mensuales de la temperatura de la superficie utilizando datos de satélite de la serie Landsat en Google Earth Engine (GEE) y evaluaron los cambios de temperatura de la superficie en los lugares de instalación fotovoltaica a lo largo de diferentes estaciones y años, durante 10 años.

Además, utilizando herramientas y modelos estadísticos, como los modelos de regresión geográficamente ponderada (GWR) y de mínimos cuadrados ordinarios (OLS), se identificaron los factores espaciales que influyen en los cambios de temperatura. El análisis tuvo en cuenta factores como el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), la densidad de edificios (BLD), la población (POP), la distancia a los ríos (WA) y la elevación (DEM), así como el tamaño de las instalaciones fotovoltaicas.

“El estudio descubrió que la LST alrededor de las instalaciones fotovoltaicas que se construyeron entre 2013 y 2023 aumentó una media de 2,85 ºC”, afirma el equipo de investigación. “Desde una perspectiva estacional, el efecto de la LSTD es más pronunciado (+3,35 ºC) en los meses más cálidos y más moderado (+2,5 ºC) en los meses más fríos”.

Al cuantificar el efecto de los distintos factores en el calentamiento de la zona fotovoltaica, los científicos descubrieron que la elevación, la densidad de edificios, el NDVI, la zona fotovoltaica y la distancia a cursos de agua son los que presentan una mayor correlación con las diferencias de LST en zonas de plantas suburbanas. De todos los factores, la elevación tuvo el efecto más significativo.

“Las zonas suburbanas, donde cada variable independiente mostró la mayor correlación en GWR, son las zonas industriales de la ciudad, lo que sugiere que es más probable que la producción industrial influya en el efecto de aumento de temperatura de PV en comparación con otras actividades urbanas”, señalaron. “Al mismo tiempo, se confirmó que la topografía y la cubierta vegetal dentro de la cuenca están estrechamente relacionadas con el efecto de aumento de la temperatura. La instalación de energía fotovoltaica en zonas altas y regiones con una elevada cubierta vegetal tiende a mitigar su impacto sobre la LST”.

Sus conclusiones se presentaron en “Evaluating the thermal environmental alterations due to photovoltaic installations in the Kushida River basin, Japan” (Evaluación de las alteraciones ambientales térmicas debidas a instalaciones fotovoltaicas en la cuenca del río Kushida, Japón), publicado en la revista Environmental and Sustainability Indicators.

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