Un equipo de investigación de China ha realizado una revisión sistemática y un metaanálisis de los cambios en los procesos de la superficie terrestre asociados con los sistemas solares fotovoltaicos.
“Las preguntas clave abordadas en esta revisión sistemática son: (1) ¿Qué variables climáticas se ven afectadas por las alteraciones de los procesos de la superficie terrestre causadas por los sistemas fotovoltaicos, y son significativos estos cambios? (2) ¿A qué escalas ocurren estas alteraciones y qué mecanismos las explican? (3) ¿Qué futuras líneas de investigación surgen de los estudios existentes?”, afirmaron los autores.
La revisión comenzó con 4,909 publicaciones relacionadas con sistemas fotovoltaicos y procesos de la superficie terrestre. Tras eliminar revisiones, informes, artículos no escritos en inglés y estudios sin comparaciones directas entre condiciones climáticas fotovoltaicas y no fotovoltaicas, los investigadores examinaron 90 artículos de texto completo. Se identificaron otros 30 estudios a partir de listas de referencias, junto con 27 estudios de reciente publicación y ampliamente citados. El conjunto final de datos comprendió 147 estudios.
Estos estudios abarcaron 609 sistemas fotovoltaicos operativos en todo el mundo y utilizaron tres metodologías principales: observaciones de campo, teledetección y simulaciones numéricas.
Para el metaanálisis, el equipo evaluó 11 variables climáticas: temperatura diaria, diurna y nocturna del aire; velocidad del viento; humedad relativa; albedo; temperatura diaria, diurna y nocturna de la superficie terrestre; temperatura del suelo; y contenido de agua del suelo.
“Se observó un claro sesgo geográfico, con el 93.6% de los sistemas fotovoltaicos ubicados en el hemisferio norte”, señalaron los investigadores. “China (316 sistemas), Estados Unidos (104) e India (44) concentran las mayores proporciones”.
En términos de cobertura del suelo, la mayoría de los sistemas fotovoltaicos estudiados estaban ubicados en pastizales (208 sistemas), seguidos de terrenos desnudos (173) y tierras de cultivo (159). Las regiones áridas dominaron la muestra, con el 27.3% y el 31.7% de los sistemas ubicados en zonas climáticas BS (estepa semiárida) y BW (desierto árido), respectivamente.
Para las variables relacionadas con la temperatura, los autores utilizaron la diferencia media (MD) para cuantificar los cambios absolutos entre sitios fotovoltaicos y no fotovoltaicos. Para la velocidad del viento, la humedad relativa, el albedo y el contenido de agua del suelo, aplicaron la razón de medias (ROM) para evaluar cambios porcentuales.
En general, los sistemas fotovoltaicos se asociaron con pequeños aumentos no significativos de la temperatura diaria del aire (+0.03 °C), la temperatura diurna del aire (+0.34 °C), la temperatura nocturna del aire (+0.18 °C) y la humedad relativa (+1.77%).
En cambio, se observaron varios efectos significativos, incluida una reducción de la velocidad del viento (−29.96%) y del albedo (−17.49%), así como disminuciones de la temperatura diaria de la superficie terrestre (−0.44 °C), la temperatura diurna de la superficie terrestre (−0.90 °C) y la temperatura del suelo (−2.42 °C), junto con un aumento sustancial del contenido de agua del suelo (+38.60%). La temperatura nocturna de la superficie terrestre mostró un ligero descenso no significativo (−0.08 °C).
A partir de los hallazgos, el equipo propuso un marco integrado para evaluar los cambios en los procesos de la superficie terrestre inducidos por la fotovoltaica. “Su estructura central consta de cinco módulos: superficie subyacente, método de investigación, variable climática, proceso de la superficie terrestre y escala de investigación”, explicaron.
Añadieron que el marco está destinado a apoyar a partes interesadas, incluidos investigadores, desarrolladores de tecnología fotovoltaica, evaluadores de impacto ambiental, planificadores de emplazamientos, agencias energéticas, fabricantes y otros participantes de la industria.
Sus resultados se han presentado en “Land surface process alterations caused by solar photovoltaic systems: A systematic review and future framework from global evidence” (Alteraciones en los procesos de la superficie terrestre causadas por sistemas solares fotovoltaicos: una revisión sistemática y un marco futuro a partir de evidencia global.), publicado en Geography and Sustainability. Investigadores de la Universidad Normal de Pekín y la Universidad de Tianjin, en China, participaron en la investigación.
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