कैसे सौर फार्म शुष्क क्षेत्रों में स्थानीय जलवायु और वनस्पति को आकार देते हैं

चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) के शोधकर्ताओं ने शुष्क क्षेत्रों में फोटोवोल्टिक संयंत्र-प्रेरित कूल आइलैंड प्रभाव (सीआईई) की जांच की है और पाया है कि यह आसपास की वनस्पति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, इसके प्रभाव की दिशा और परिमाण भौगोलिक संदर्भ और मौसमी कारकों द्वारा नियंत्रित होते हैं।

सीआईई एक ऐसी स्थिति को संदर्भित करता है जिसमें सतह के गुणों और ऊर्जा संतुलन में अंतर के कारण एक विशिष्ट क्षेत्र अपने परिवेश की तुलना में ठंडा होता है। पीवी संयंत्रों में, यह पैनल शेडिंग, कम ज़मीन स्तर के सौर अवशोषण, सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने और बढ़ी हुई संवहनी ताप अपव्यय के कारण हो सकता है।

समूह ने बताया, "हमने लैंडसैट 8 भूमि सतह तापमान, कर्नेल सामान्यीकृत अंतर वनस्पति सूचकांक, बफर विश्लेषण और आंशिक न्यूनतम वर्ग संरचनात्मक समीकरण मॉडलिंग (पीएलएस-एसईएम) का उपयोग करके चीन के शुष्क क्षेत्रों में आठ पीवी पौधों का विश्लेषण किया।" "इस अध्ययन के लिए आठ पीवी बिजली संयंत्रों का चयन किया गया, जो चीन के शुष्क क्षेत्रों में स्थित हैं, विशेष रूप से झिंजियांग, इनर मंगोलिया, गांसु और किंघई में।"

वैज्ञानिकों ने 2022 से भूमि की सतह के तापमान (एलएसटी) डेटा का उपयोग किया, जो लैंडसैट 8 द्वारा कैप्चर की गई मौसमी इमेजरी से प्राप्त हुआ था। इन एलएसटी डेटासेट का उपयोग दो प्रमुख मेट्रिक्स के माध्यम से फोटोवोल्टिक (पीवी) संयंत्र-प्रेरित कूल द्वीप प्रभाव को मापने के लिए किया गया था: शीतलन तीव्रता (एक्सडी), जिसे पीवी संयंत्र क्षेत्र और उसके आसपास के वातावरण के बीच तापमान अंतर और शीतलन दूरी (जिला) के रूप में परिभाषित किया गया है, जो बताता है कि शीतलन प्रभाव स्थापना से कितनी दूर तक फैला हुआ है।

इसके अलावा, उसी रिमोट सेंसिंग डेटा का उपयोग वनस्पति सूचकांकों की गणना करने के लिए किया गया था, विशेष रूप से कर्नेल -सामान्यीकृत अंतर वनस्पति सूचकांक (केएनडीवीआई), ठंडे क्षेत्र के भीतर और इसके प्रभाव से परे आसन्न क्षेत्रों में वनस्पति प्रतिक्रियाओं का मूल्यांकन करने के लिए। इससे शोधकर्ताओं को न केवल शीतलन प्रभाव की स्थानिक सीमा का आकलन करने की अनुमति मिली, बल्कि विभिन्न क्षेत्रों में पौधों की वृद्धि की गतिशीलता पर इसके पारिस्थितिक प्रभाव का भी आकलन करने में मदद मिली।

परिणामों से पता चला कि वुज़होंग सिटी (डब्ल्यूजेड) में गर्मियों में शीतलन तीव्रता (एक्सडी) अपने उच्चतम मूल्य 3.1 सी तक पहुंच गई, जबकि 0.02 सी का सबसे कम मूल्य होंगशांग टाउन, मिनकिन काउंटी, गांसु प्रांत (एचएसजी) में शरद ऋतु में देखा गया था। इसके अलावा, शीत द्वीप प्रभाव (सीआईई) कई स्थानों पर कुछ मौसमों में मौजूद नहीं था, जिसमें वसंत में उड़द बैनर (डब्ल्यूएलटीक्यू), शरद ऋतु में हुआंगहुआटन टाउन (एचएचटी), और सर्दियों में हामी (एचएम) शामिल थे।

इसके अलावा, परिणामों ने संकेत दिया कि गर्मियों में आम तौर पर ऊंचा XD मान प्रदर्शित होता है, जिसमें डालाड बैनर (DLT) में 2.1 C और वुज़होंग सिटी में 3.1 C का शिखर शामिल है। इसके विपरीत, सर्दियों की स्थितियों में अधिक स्थानिक परिवर्तनशीलता देखी गई: गोंगहे काउंटी (जीएच) ने अपेक्षाकृत उच्च XD 2.6 C दर्ज किया, जबकि हुआंगहुआटन टाउन और डालाड बैनर क्रमशः 0.31 C और 0.9 C पर काफी कम रहे।

सभी आठ अध्ययन स्थानों में, शीतलन दूरी में काफी भिन्नता पाई गई, 120 मीटर से लेकर 540 मीटर तक, जो बड़े स्थल पर शीतल द्वीप प्रभाव की स्थानिक सीमा में विशिष्ट अंतर को उजागर करता है।

आंशिक न्यूनतम वर्ग संरचनात्मक समीकरण मॉडलिंग (पीएलएस -एसईएम) ने आगे खुलासा किया कि रूपात्मक जटिलता शीतलन प्रभाव का प्रमुख चालक है, जबकि बड़े फोटोवोल्टिक संयंत्र का आकार एक मजबूत दमनकारी प्रभाव डालता है। जलवायु परिस्थितियों का भी सकारात्मक योगदान पाया गया, भले ही कुछ हद तक। सामूहिक रूप से, इन कारकों ने शीतलन की तीव्रता और सीमा में देखी गई लगभग 63% भिन्नता को समझाया।

विश्लेषण ने अतिरिक्त रूप से सुझाव दिया कि स्थानीय जलवायु परिस्थितियों और शीतलन प्रभाव की ताकत दोनों के आधार पर, विभिन्न स्थानों और मौसमों में वनस्पति प्रतिक्रियाएं अत्यधिक विषम हैं।

शिक्षाविदों ने निष्कर्ष निकाला, "हमने भौगोलिक रूप से विभेदित 'पीवी सीआईई-वनस्पति प्रतिक्रिया' ढांचे का प्रस्ताव दिया। मध्यम - पैमाने, बेहतर आकार की जटिलता वाले विकेन्द्रीकृत पौधे अपेक्षाकृत शुष्क और गर्म क्षेत्रों में बेहतर हैं।" "हालांकि, ठंडे, अधिक ऊंचाई वाले क्षेत्रों में, झुकाव को समायोजित करने और पैनल घनत्व को कम करने से वनस्पति जोखिम कम हो सकते हैं।"

उनके निष्कर्ष पारिस्थितिक संकेतक में प्रकाशित "शुष्क क्षेत्रों में फोटोवोल्टिक पावर प्लांट-प्रेरित शांत द्वीप प्रभाव और वनस्पति प्रतिक्रिया की मात्रा निर्धारित करना" में दिखाई दिए। चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज, चीन के हुआडियन गांसु एनर्जी कॉरपोरेशन, पावरचाइना बीजिंग इंजीनियरिंग कॉरपोरेशन और यूनाइटेड किंगडम की यूनिवर्सिटी ऑफ रीडिंग के शोधकर्ताओं ने अध्ययन में योगदान दिया है।