PV-panelen reduceren het Urban Heat Island

PV-panelen reduceren het Urban Heat Island

Keetels, S.W.J.

Hordijk, G.J. (mentor)
Pijpers - van Esch, M.M.E. (mentor)
De Nijs, G. (mentor)

Architecture and The Built Environment

Building Technology

Sustainable Design Graduation Project

AR3B025

2017-02-02

De wereldwijde verstedelijking heeft onder andere als gevolg dat er een toename is in het temperatuurverschil tussen het platteland en de binnenstad, ook wel het Urban Heat Island effect genoemd. In combinatie met de toenemende opwarming van de aarde zal het Urban Heat Island effect de komende jaren extremer worden, met onder andere als gevolg een verminderd comfort van zowel het binnen- als buitenklimaat in de steden. Uit eerder onderzoek blijkt dat PV-panelen geschikt zijn om het Urban Heat Island effect overdag met 0,4 °C (Salamanca et al., 2016) te reduceren, waarmee de gemiddelde intensiteit in Nederland overdag op maximaal 2,3 °C ligt (Steeneveld et al., 2011). Het huidige afstudeeronderzoek presenteert een rekenmodel, gekoppeld aan een beslismodel, waarmee wordt aangetoond hoe PV-panelen ingezet kunnen worden voor het reduceren van het Urban Heat Island effect in Nederland. Het rekenmodel dat is ontwikkeld om de onderzoeksvraag te beantwoorden, bestaat uit zes gemodelleerde scenario’s voor de verandering van de totale- en piekwarmtestroom naar de stedelijke atmosfeer. Het rekenmodel is gevalideerd met behulp van meetdata uitgevoerd op een plat dak in Amsterdam. De onderzochte scenario’s bestaan uit een platte PV-paneel opstelling, schuine oost- en west PV-paneel opstelling en een schuine zuid PV-paneel opstelling. Ook is er gekeken naar een plat PV-paneel bij een minimale windsnelheid (0,2 m/s), normale windsnelheid (2,5 m/s) en maximale windsnelheid (5 m/s). Tot slot is ook een plat PV-paneel met bitumendakbedekking, betonnen dakbedekking en een schuine dakpannenbedekking geanalyseerd. Uit de rekenresultaten is gebleken dat PV-panelen de totale warmtestroom het meest reduceert bij een schuine zuid PV-paneel opstelling. Daarnaast blijkt dat voor de reductie van de piekwarmtestroom een oost- en west PV-paneel opstelling het meest effectief is. Daarbij kan een PV-paneel het best gebruikt worden op een betonnen dakbedekking bij een normale windsnelheid. In het beslismodel zijn de oppervlaktes van negen stadswijken in Amsterdam geselecteerd, geanalyseerd en vergeleken. Het bedrijventerrein Sloterdijk 1 en de woonwijk Da Costabuurt hebben de meeste potentie voor het gebruik van PV-panelen omdat er relatief weinig groen- en wateroppervlak aanwezig is, wat zorgt voor een hoge intensiteit van het Urban Heat Island Effect. Daarnaast bestaat een groot percentage van de wijk uit platte daken, het meest geschikte dakoppervlak voor de plaatsing van PV-panelen. Met behulp van de resultaten uit het rekenmodel, zijn de wijken getoetst op schaduw, zonnestraling en windsnelheid. Op basis van bovenstaande factoren kan een keuze worden gemaakt voor de meest geschikte daken waar PV-panelen op geplaatst dienen te worden, om zo het Urban Heat Island effect te reduceren. Het beslismodel met de daarin geïntegreerde rekenresultaten, geeft dus de mogelijkheid om stadswijken te evalueren op de intensiteit van het Urban Heat Island en de potentie voor het gebruik van PV-panelen. Hiermee draagt dit afstudeeronderzoek bij aan een mogelijke verbetering van het klimaat in de stad. Eventueel vervolgonderzoek zou zich kunnen richten op de toepassing van het beslismodel in andere grote steden. Gezien de potentie van het gebruik van PV-panelen boven betonnen dakbedekking, is het interessant om onderzoek te doen naar het gebruik van PV-panelen boven andere stedelijke oppervlaktes met veel massa zoals gevels en parkeerplaatsen. Tot slot kan het rekenmodel uitgebreid te worden, zodat het niet alleen de mogelijkheid heeft om een indicatie te geven van de invloed op het Urban Heat Island effect, maar de directe gevolgen van PV-panelen te modelleren.

building physics
Urban Heat Island
UHI
zonnepanelen
PV-panelen
solar panels
hitte eiland
urban design

http://resolver.tudelft.nl/uuid:94721b95-2947-4b69-9b85-60aa3beff8e7

Student theses

master thesis

(c) 2017 S.W.J. Keetels