Abstract Co-locating green roof (GR) systems with photovoltaic panels (PV) can allow optimal use of roof space for energy production as well as stormwater management. Models for evapotranspiration from integrated Green Roof Photovoltaic Systems (GR-PV) are needed for the design of GR-PV systems. Existing evapotranspiration models can not be used for this purpose due to complex sunlight-shading and wind-sheltering effects. PV panels partially block direct solar radiation onto underlying GR modules affecting evapotranspiration (ET) rates. Additionally, PV panels can cause wind profiles to differ from the profiles assumed in existing ET models. In this study, ET rates from an unsheltered GR module were compared with ET rates from GR modules sheltered by an overhead PV panel. ET rates were lower in the sheltered GR module than in the unsheltered GR module. A new ET model was developed incorporating reduction factors to apply to net radiation and wind speed beneath an array of PV panels. The reduction factors are based on the length, height, slope, and spacing of PV panels, as well as the diurnal characteristics of sun and wind. Predictions of ET rates from the new ET model compared well to ET rates determined from lysimeter measurements from GR modules below an array of PV panels. The sensitivity of the new GR-PV system ET model for the key design parameters, including PV height, slope, length, and row-spacing was investigated. The ET rates are most sensitive to the height above the GR and the length of PV panels in GR-PV systems.

中文翻译：

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集成绿色屋顶光伏系统蒸发蒸腾的实验和建模研究

摘要 将绿色屋顶 (GR) 系统与光伏板 (PV) 并置可以优化利用屋顶空间进行能源生产和雨水管理。GR-PV 系统的设计需要集成绿色屋顶光伏系统 (GR-PV) 的蒸散模型。由于复杂的遮阳和挡风效应，现有的蒸散模型不能用于此目的。光伏电池板部分地阻止了直接太阳辐射到影响蒸发蒸腾 (ET) 率的底层 GR 模块上。此外，光伏电池板可能导致风廓线与现有 ET 模型中假设的廓线不同。在本研究中，将无遮蔽的 GR 模块的 ET 率与由架空 PV 面板遮蔽的 GR 模块的 ET 率进行了比较。有遮蔽的 GR 模块中的 ET 率低于无遮蔽的 GR 模块。开发了一种新的 ET 模型，其中包含减少因子，以应用于光伏电池板阵列下方的净辐射和风速。折减系数基于光伏电池板的长度、高度、坡度和间距，以及太阳和风的昼夜特征。来自新 ET 模型的 ET 率预测与根据来自光伏电池板阵列下方的 GR 模块的蒸渗仪测量确定的 ET 率进行了很好的比较。研究了新的 GR-PV 系统 ET 模型对关键设计参数的敏感性，包括 PV 高度、斜率、长度和行距。ET 率对 GR 上方的高度和 GR-PV 系统中 PV 面板的长度最敏感。开发了一种新的 ET 模型，其中包含减少因子，以应用于光伏电池板阵列下方的净辐射和风速。折减系数基于光伏电池板的长度、高度、坡度和间距，以及太阳和风的昼夜特征。来自新 ET 模型的 ET 率预测与根据来自光伏电池板阵列下方的 GR 模块的蒸渗仪测量确定的 ET 率进行了很好的比较。研究了新的 GR-PV 系统 ET 模型对关键设计参数的敏感性，包括 PV 高度、斜率、长度和行距。ET 率对 GR 上方的高度和 GR-PV 系统中 PV 面板的长度最敏感。开发了一种新的 ET 模型，其中包含减少因子，以应用于光伏电池板阵列下方的净辐射和风速。折减系数基于光伏电池板的长度、高度、坡度和间距，以及太阳和风的昼夜特征。来自新 ET 模型的 ET 率预测与根据来自光伏电池板阵列下方的 GR 模块的蒸渗仪测量确定的 ET 率进行了很好的比较。研究了新的 GR-PV 系统 ET 模型对关键设计参数的敏感性，包括 PV 高度、斜率、长度和行距。ET 率对 GR 上方的高度和 GR-PV 系统中 PV 面板的长度最敏感。以及太阳和风的昼夜特征。来自新 ET 模型的 ET 率预测与根据来自光伏电池板阵列下方的 GR 模块的蒸渗仪测量确定的 ET 率进行了很好的比较。研究了新的 GR-PV 系统 ET 模型对关键设计参数的敏感性，包括 PV 高度、斜率、长度和行距。ET 率对 GR 上方的高度和 GR-PV 系统中 PV 面板的长度最敏感。以及太阳和风的昼夜特征。来自新 ET 模型的 ET 率预测与根据来自光伏电池板阵列下方的 GR 模块的蒸渗仪测量确定的 ET 率进行了很好的比较。研究了新的 GR-PV 系统 ET 模型对关键设计参数的敏感性，包括 PV 高度、斜率、长度和行距。ET 率对 GR 上方的高度和 GR-PV 系统中 PV 面板的长度最敏感。