בשל יכולות פיתוח מוגברות והפחתת עלויות, טכנולוגיה פוטו-וולטאית סולארית על הגג (כגון מודולי תאים סולאריים על הגג המשמשים בבתים, מבנים מסחריים ותעשייתיים) הפכה לטכנולוגיית ייצור החשמל המתפתחת ביותר. לפי דו"ח חדש, ההערכה היא שעד שנת 2050, טכנולוגיה פוטו-וולטאית יכולה לעמוד ב-25-49% מהביקוש העולמי לחשמל.
למרות הציפיות הללו, ההערכה העולמית של פוטנציאל ייצור החשמל והעלויות הנלוות של טכנולוגיה זו היא עדיין אתגר, והדוח החדש מנסה להשלים את האתגר הזה.
צוות המחקר, כולל הסופר הראשי Siddharth Joshi, יחד עם עמיתים מאוניברסיטת קולג' קורק (UCC), פרופסור בריאן או גלצ'ויר, ד"ר פול הולוואי ועמיתים מאימפריאל קולג' לונדון, אוניברסיטת קולומביה ואוניברסיטת אחמדאבאד, העריכו את הפוטנציאל העולמי. ועלויות נלוות של ייצור חשמל פוטו-וולטאי על הגג. המחבר מיפה את שטח הפנים העולמי של 130 מיליון קמ"ר, השתמש באלגוריתם חדש של למידת מכונה כדי לקבוע את שטח הגג של 200,000 קמ"ר, ולאחר מכן ניתח את שטחי הגג הללו כדי לכמת את פוטנציאל ייצור החשמל העולמי של ייצור חשמל פוטו-וולטאי סולארי על הגג.
המחברים מצאו כי עלות של 40-280 דולר ל-MWh יכולה להשיג את הפוטנציאל העולמי של 27PWh לשנה. לאסיה, צפון אמריקה ואירופה יש את פוטנציאל ייצור החשמל הגדול ביותר. ביניהם, להודו יש את העלות הנמוכה ביותר למימוש פוטנציאל החשמל ב-66 דולר ל-MWh וסין ב-68 דולר ל-MWh, בעוד שבריטניה וארה"ב הן בין המדינות עם העלויות הגבוהות ביותר. המחבר מאמין שפוטנציאל ייצור החשמל של מודולים סולאריים על הגג עולה על סך צריכת החשמל הגלובלית השנתית בשנת 2018. עם זאת, הפוטנציאל העתידי שלו יהיה תלוי בפיתוח ובעלות של פתרונות אחסון חשמל.
חוקר ה-UCC Siddharth Joshi אמר:"לראשונה, שילבנו ביג דאטה, למידת מכונה ומערכות מידע גיאוגרפיות כדי לנתח את המאפיינים המרחביים והזמניים של גגות פוטו-וולטאיים גלובליים בדיוק גבוה יותר. מחקר זה יעזור לשפר את האנרגיה הגלובלית של פוטו סולאריים על הגג. ייצוג במערכת."
המחברים הגיעו למסקנה שלממצאיהם תהיה השפעה חשובה על פיתוח בר קיימא ועל מאמצים למתן שינויי אקלים. בעולם, היו כמעט 800 מיליון אנשים ללא חשמל בשנת 2018, ורובם חיו באזורים כפריים.
מחבר שותף פרופסור בריאן או גלצ'ויר אמר:"הפוטנציאל של שמש על הגג להגיע ל-27PWh הוא חשוב ביותר. לשם השוואה, בשנת 2019, צריכת החשמל הכוללת של כל משקי הבית בעולם היא 6PWh. בחודש הבא, בריטניה תקיים את ועידת שינויי האקלים העולמית תוצאות אלו הן מאוד בזמן. ייצור חשמל פוטו-וולטאי סולארי על הגג לא רק עוזר להפחית את הפליטות, אלא גם מאפשר לבעלי בתים להשתתף ישירות במעבר האנרגיה."
המחבר הבכיר ד"ר ג'יימס גלין הגיב:"הנתונים הציבוריים שנוצרו על ידי מחקר זה יכולים לעזור לכמת, לאתר ולתעדף השקעות במערכות כוח אפס פחמן. על ידי שרטוט מפות פוטנציאליות עולמיות של גגות שמש פוטו-וולטאיים ברזולוציה גבוהה, בנקים וסוכנויות אנרגיה של מדינות מתפתחות יכולים להבין טוב יותר את תפקידה של טכנולוגיה זו בקידום פעולת אקלים, גישה לאנרגיה נקייה במחיר סביר ואזורי פיתוח בר-קיימא אחרים."
ד"ר שיביקה מיטל, עוזרת מחקר לאנרגיה ומודלים הערכה מקיפים במכון גרנתם באימפריאל קולג' בלונדון, אמרה: "בעשר השנים האחרונות, עלות הפקת החשמל ממודולי גגות סולאריים ירדה משמעותית. הנתונים החדשים שלנו יסייעו לממשלות, ארגונים וחברות לזהות את הנקודות החמות של אנרגיה סולארית.', הם יכולים לגייס השקעות חדשות עבור נקודות חמות אלה, מה שיעזור להאיץ את היישום של אנרגיה סולארית."
חוקרים אלו מאוניברסיטת UCC'SFI מרכז לחקר האנרגיה, האקלים והאוקיינוס, MaREI Institute שיתפו פעולה עם שותפי מחקר בינלאומיים ופרסמו את תוצאות המחקר שלהם בכתב העת Nature Communications.