Ученые-атмосферники из University of Hawaiʻi at Mānoa разработали основанный на физических принципах показатель для оценки энергопотребления систем кондиционирования воздуха и холодильных систем. Опубликованный в Nature Communications показатель effective cooling degree days учитывает совокупное влияние температуры и влажности на работу, которую должны выполнять системы охлаждения.
Исследователи Jake Casselman и Christina Karamperidou объединили климатологию и холодильную инженерию для создания этого показателя. Их подход включает упрощенную модель холодильного цикла, позволяющую оценить, как меняется эффективность систем охлаждения при различных атмосферных условиях.
Исследователи применили этот показатель к метеорологическим данным высокого разрешения за 1971–2020 годы по всей Северной Америке. Они установили, что эффективность охлаждения снижалась на 2–4% за десятилетие, а традиционный показатель cooling degree days, учитывающий только температуру, в одних регионах завышал спрос, а в других — занижал его.
Команда также проанализировала прогнозы 19 климатических моделей в сценарии с высокими выбросами и сопоставила результаты с энергосистемой США с учетом распределения населения. Наиболее резкий прогнозируемый рост был отмечен на Северо-Западе, в районе Великих озер и в Среднеатлантическом регионе; ожидается, что в некоторых регионах энергосистемы к середине века спрос на электроэнергию, связанный с охлаждением, в рамках этого сценария увеличится более чем вдвое.
Влажность по-разному влияла на разные регионы. В некоторых частях пустынного Юго-Запада все более сухой воздух компенсировал снижение эффективности, вызванное более высокими температурами, сохраняя эффективность на стабильном уровне или даже повышая ее в отдельных местах. В регионах с влажным климатом жара и влага увеличивали энергетическую нагрузку сверх того, на что указывала бы одна только температура.
«Точное определение спроса на охлаждение — это не академическое упражнение; оно напрямую влияет на то, как мы планируем, рассчитываем и эксплуатируем будущую энергетическую инфраструктуру в условиях меняющегося климата», — сказала Christina Karamperidou, профессор атмосферных наук в UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology.
Источник Refindustry: UH Mānoa develops humidity-based cooling metric for North America
