Tyrimas rodo, kad karščio bangos kas valandą sukelia iki 90 % nuostolių PV gamyklose Pirėnų pusiasalyje

Evoros universiteto (Portugalijoje) mokslininkai išanalizavo trijų fotovoltinių elektrinių Ispanijoje ir Portugalijoje veikimą per keturis ekstremalius karščio reiškinius, užfiksuotus 2024–2025 m. Jie nustatė, kad karščio bangos gali sukelti didelį derliaus praradimą, daugiausiai karščiausiomis paros valandomis, taip pat atskleisti tradicinių metodų, naudojamų PV energijos gamybos prognozavimui, apribojimus.

Aukšta temperatūra sumažina kristalinio silicio modulių efektyvumą maždaug nuo 0,3 % iki 0,5 % kiekvienam Celsijaus laipsniui, kai temperatūra viršija 25 C. Karščio bangų metu modulių temperatūra gali viršyti 70 C, paspartindama inkapsuliatorių, kabelių ir kitų komponentų degradaciją, taip pat sukeldama inverterių terminį sumažinimą.

Tyrime „Fotovoltinės elektrinės atsparumo Iberijos karščio bangoms analizė“, paskelbtameTarptautinis klimato kaitos strategijų ir valdymo žurnalas, tyrėjai paaiškino, kad išanalizavo valandinius trijų fotovoltinių elektrinių gamybos duomenis: Zebro Portugalijoje (37,06 kW), Ariza Saragosoje, Ispanijoje (15 kW) ir Amibil, taip pat Saragosoje (64,5 kW).

Tyrėjai palygino gamybos duomenis su meteorologine informacija iš ERA5-Land reanalizės duomenų rinkinio, kuris buvo patvirtintas naudojant oro stotį, įrengtą kartu su Amibil gamykla. Palyginimas parodė tvirtą sutapimą, o koreliacijos koeficientai iki 0,95 oro temperatūrai ir 0,98 pasaulinei horizontaliai apšvitai (GHI), patvirtinantys ERA5-Land tinkamumą analizei.

Grupė ištyrė keturias karščio bangas, kurias oficialiai nustatė Ispanijos AEMET ir Portugalijos IPMA orų agentūros: dvi Ispanijoje (2024 m. liepos–rugpjūčio mėn. ir 2025 m. birželio mėn.) ir dvi Portugalijoje (2024 m. rugpjūčio mėn. ir 2025 m. gegužės–birželio mėn.). Be maksimalių temperatūrų, tyrėjai įvertino karščio bangų intensyvumą, naudodamiesi kumuliacinėmis valandomis, viršijančiomis 35 C (DH35).

Nustatyta, kad 2024 m. įvykiai buvo sunkiausi – Portugalijoje maksimali temperatūra siekė 39,4 C, o Ispanijoje – 38,9 C.

Rezultatai parodė, kad derliaus nuostoliai buvo sutelkti per ribotą valandų skaičių, sutapo su aukščiausia modulio ir keitiklio temperatūra. Didžiausias valandinis našumo koeficiento (PR) nuosmukis pasiekė 90,4 % Amibil gamykloje per 2024 m. Ispanijos karščio bangą, o didžiausias dienos nuostolis buvo užfiksuotas Zebro gamykloje, kur per 2025 m. Portugalijos karščio bangą gamyba sumažėjo 17,6 %.

Tačiau mokslininkai pažymėjo, kad PV efektyvumas paprastai atsistato tą pačią arba kitą dieną, kai sumažėjo šiluminis stresas.

Tyrime nuostoliai daugiausia susiję su aukštesne darbine temperatūra ir keitiklio terminiu sumažinimu, o ne su bendra karščio bangų trukme. Taip pat nustatyta, kad trumpi ekstremalių temperatūrų laikotarpiai už oficialiai klasifikuojamų karščio bangų laikotarpių panašiai sumažino našumą.

Pagrindinė tyrimo dalis buvo PVsyst modeliavimų, pagrįstų tipinių meteorologinių metų (TMY) duomenimis, palyginimas su modeliavimu naudojant faktinius ERA5-Land oro įvestis. Autoriai nustatė, kad pasikliaujant vien TMY duomenų rinkiniais galima sistemingai pervertinti PV susidarymą ekstremalių karščių metu.

Norėdami išmatuoti skirtumą, tyrėjai apskaičiavo energijos nepanaudojimą (ENS), apibrėžiamą kaip atotrūkį tarp energijos, prognozuojamos naudojant TMY duomenis, ir faktiškai pagamintos elektros energijos. Didžiausi neatitikimai buvo pastebėti Zebro gamykloje per antrąją Portugalijos karščio bangą, o didžiausias santykinis nuokrypis įvyko Arizoje per 2025 m. Ispanijos karščio bangą.

Pasak mokslininkų, šie atradimai rodo, kad tipiniai meteorologiniai metai nepakankamai atspindi didėjantį ekstremalių oro reiškinių poveikį PV veikimui.

Autoriai daro išvadą, kad Europos saulės energijos sektoriaus iššūkis vis labiau pereina nuo metinės gamybos padidinimo prie fotovoltinių įrenginių atsparumo didinimo nuo pasikartojančių gamybos nuostolių per didelio karščio laikotarpius.