الأسطح الشمسية والخضراء.. ثنائي متفاهم بمعركة في المدن

الأسطح الخضراء والطاقة الشمسية على الأسطح هما تقنيتان يمكن دمجهما لإنشاء أسطح شمسية.

وجدت دراسة في أستراليا أن الأسطح الشمسية يمكن أن تزيد من توليد الطاقة الشمسية بنسبة تصل إلى 107% خلال فترات الذروة.

يؤدي تزايد عدد سكان المناطق الحضرية ومحدودية المساحة إلى اعتماد الأسطح الخضراء والجدران الخضراء المغطاة بالنباتات الحية. وبالإضافة إلى تعزيز التنوع البيولوجي، يمكن للأسطح الخضراء أن تلعب دوراً قيماً آخر غير متوقع من خلال زيادة إنتاج الكهرباء من الألواح الشمسية.

عندما ترتفع درجة حرارة الألواح الشمسية فوق 25 درجة مئوية، تنخفض كفاءتها. بينما توفر الأسطح الخضراء درجات حرارة معتدلة على الأسطح. لذلك أراد المنتدى الاقتصادي العالمي أن يعرف: هل يمكن للأسطح الخضراء أن تساعد في حل مشكلة تقليل الحرارة الناتجة عن إنتاج الألواح الشمسية؟

وقارن بحث المنتدى بين السقف الأخضر “الذي يعمل بالطاقة الشمسية” وهو السقف الذي يجمع بين النظام الشمسي والسقف الأخضر والسقف التقليدي المماثل مع نظام شمسي مكافئ. وقاموا بقياس التأثيرات على التنوع البيولوجي وإنتاج الطاقة الشمسية، وكذلك كيفية تعامل النباتات مع تركيب الألواح فوقها.

ووجدوا أن السطح الأخضر يدعم قدرًا أكبر بكثير من التنوع البيولوجي، كما قد يتوقع المرء. ومن خلال خفض متوسط ​​درجات الحرارة القصوى بنحو 8 درجات مئوية، أدى ذلك إلى زيادة توليد الطاقة الشمسية بنسبة تصل إلى 107% في فترات الذروة. وبينما كانت بعض أنواع النباتات تزاحم الأنواع الأخرى، ازدهرت النباتات.

تظهر هذه النتائج أنه ليس علينا الاختيار بين السقف الأخضر أو ​​السقف الشمسي: يمكننا الجمع بين الاثنين وجني ثمار مضاعفة.

كيف أجريت الدراسة؟

اختبرت العديد من الدراسات سقفًا واحدًا مقسمًا إلى أقسام “السقف الأخضر” و”السقف غير الأخضر” لقياس الاختلافات الناجمة عن الغطاء النباتي. إحدى مشكلات مثل هذه الدراسات هي “الارتباك المكاني”، أي تأثير مكانين قريبين على بعضهما البعض. على سبيل المثال، يمكن لقسم السقف الأخضر الأكثر برودة أن يخفف درجة حرارة القسم غير الأخضر المجاور له.

في الدراسات التي أجريت على مباني مختلفة، قد تكون المباني متباعدة جدًا أو مختلفة جدًا في البناء بحيث لا يمكن مقارنتها.

كان المبنيان في الدراسة لهما نفس الارتفاع والحجم والشكل ويقعان بجوار بعضهما البعض في المنطقة التجارية المركزية في سيدني. كان الاختلاف الوحيد هو أن Daramu House كان له سقف أخضر بينما لم يكن International House كذلك.

تم اختيار مزيج من الأعشاب المحلية وغير المحلية والنباتات غير الخشبية، والتي تزهر في جميع الفصول، لجذب أنواع مختلفة من الحيوانات.

وكان للسقف الأخضر الشمسي والسقف التقليدي نفس المساحة السطحية، حوالي 1860 مترًا مربعًا، حوالي ثلثها عبارة عن ألواح شمسية. غطت النباتات حوالي 78% من السطح الأخضر وغطت الألواح الشمسية 40% من هذه المساحة المزروعة.

لتحديد الأنواع التي كانت موجودة على الأسطح، تم استخدام كاميرات استشعار الحركة وأخذ عينات من الحمض النووي. ثم قم بتوثيق التغييرات في نباتات الأسطح الخضراء لتشمل كيفية تأثير التظليل بالألواح الشمسية على النباتات.

كيف تؤثر الألواح على النباتات؟

وفي المناطق المفتوحة لوحظ تغيرات طفيفة في الغطاء النباتي خلال فترة الدراسة مقارنة بالمجتمع المزروع الأول.

كان نمو النباتات أسرع وأكثر صحة في المنطقة المجاورة مباشرة للألواح الشمسية. وقد تضاعفت العديد من الأنواع في التغطية. كما تم اختيار النباتات سريعة النمو لهذا القسم من أجل تحقيق التغطية الكاملة لأسرّة الأسطح الخضراء في أسرع وقت ممكن.

لقد تغير الغطاء النباتي أكثر في المناطق الموجودة أسفل الألواح الشمسية وحولها مباشرة. عباد الشمس الصغير، Aptenia cordifolia، ظهر أيضًا باعتباره النبات المهيمن. واحتلت معظم المساحة الموجودة أسفل الألواح الشمسية وحولها، على الرغم من أنها زرعت بكثافة منخفضة نسبيًا.

وكان ذلك مفاجئًا: لم تتوقع النباتات أنها تفضل المناطق المظللة أسفل الألواح على المناطق المفتوحة. وهذا يشير إلى أن التظليل بالألواح الشمسية لا يمنع نمو حدائق الأسطح الكاملة والصحية.

ما هي عواقب التنوع البيولوجي؟

تم استخدام دراسات الحمض النووي البيئي (eDNA) لمقارنة التنوع البيولوجي على الأسطح الخضراء والسقف التقليدي. تم جمع عينات الجريان السطحي من كلا السطحين ومعالجتها في الموقع باستخدام معدات أخذ عينات eDNA المحمولة للكشف عن آثار الحمض النووي للأنواع الموجودة على السطح.

كشفت دراسات eDNA عن مجموعة متنوعة من الأنواع. وشمل ذلك بعض الأنواع (مثل الطحالب والفطريات) التي لا يمكن العثور عليها بسهولة باستخدام طرق المسح الأخرى. وأكدت النتائج وجود أنواع من الطيور سجلتها الكاميرات، لكنها أظهرت أيضًا أن الكاميرات لم ترصد أنواعًا أخرى من الطيور الزائرة.

وبشكل عام، كان السقف الأخضر يدعم أربعة أضعاف عدد أنواع الطيور، وأكثر من سبعة أضعاف عدد المفصليات مثل الحشرات والعناكب والديدان الألفية، وضعف عدد القواقع والرخويات التي يدعمها السقف التقليدي. كان هناك عدة مرات مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة مثل الطحالب والفطريات.

ومن المشجع أن السطح الأخضر قد اجتذب أنواعًا غير متوقعة إلى المدينة. وشملت هذه الحشرات النحل ذو النطاقات الزرقاء (Amegilla cingulata) والبق ذو الدرع المعدني (Scutiphora pedicellata).

aat:jddha:bb::jf جزيرة إم آند إم