Топлотни таласи и соларни ПВ: када само сунце постане непријатељ

Иберијско полуострво се дуго сматрало једним од најперспективнијих региона у Европи за развој соларне енергије. Са обиљем сунца, политикама подршке и растућим инсталираним капацитетом који прелази 25 ГВ само у Шпанији, регион се позиционирао као електрана обновљиве енергије. Међутим, недавна студија Универзитета Евора у Португалу дала је отрежњујућу проверу стварности: током топлотних таласа, фотонапонске електране у региону могу доживети губитке по сату и до 90%. Ово откриће доводи у питање дуготрајне-претпоставке о поузданости соларне енергије и поставља кључна питања о томе како индустрија мора да се прилагоди клими која се загрева.

Студија објављена у Интернатионал Јоурнал оф Цлимате Цханге Стратегиес анд Манагемент обухватала је анализу података о производњи по сату{0}} прикупљених из три соларне ПВ електране широм Иберијског полуострва, укључујући Зебро фабрику која се налази у Португалу (37,06 кВ), фабрику Ариза из Сарагосе у Шпанији (15 кВ) и фабрику Амибил такође из града Сарагосе (64,5 кВ). Истраживачи су проценили утицај четири велика топлотна таласа призната од стране АЕМЕТ и ИПМА, од којих су се два догодила у Шпанији у јулу – августу 2024. и јуну 2025., а два су из Португала у августу 2024. и мају – јуну 2025. Топлотни таласи који су се десили 2024. показали су се као најштетнији39 са температуром у Португалу39. степена у Шпанији.

Да би осигурали аналитичку ригорозност, истраживачи су упоредили податке о производњи са метеоролошким информацијама из скупа података за реанализу ЕРА5-Ланд, потврђених коришћењем метеоролошке станице инсталиране поред фабрике Амибил. Валидација је показала снажно слагање, са коефицијентима корелације до 0,95 за температуру ваздуха и 0,98 за глобално хоризонтално зрачење.

Налази су запањујући. Највећи пад перформанси по сату достигао је 90,4% у фабрици Амибил током шпанског топлотног таласа 2024. Другим речима, током читавог сата, ово фотонапонско постројење је произвело једва једну-десетину своје очекиване производње. Студија је документовала максималну најнижу вредност по сату од 90,44%. Док су дневни губици били скромнији-највећи забележени износи 17,59% у фабрици Зебро током португалског топлотног таласа 2025.{11}}концентрација губитака током вршних сати потражње представља озбиљан оперативни изазов.

Охрабрујуће, истраживачи су приметили да се ПВ перформансе генерално опорављају истог дана или следећег дана када се топлотни стрес смањи. Међутим, чињеница да до тако драматичних губитака може доћи чак и током кратких периода екстремних температура-укључујући ван званично класификованих периода топлотних таласа-сугерише да би проблем могао бити распрострањенији него што се раније сматрало.

Зашто топлотни таласи стварају тако екстремне губитке? Разлог се може наћи у позадини фотонапонске технологије. Високе температуре смањују ефикасност система кристалног силицијума и стога се перформансе модула смањују за 0,3-0,5% за сваки степен изнад 25 степени. Када стигну топлотни таласи, температура може бити приближно 70 степени, чиме се убрзава пропадање капсула и каблова. Такође може проузроковати термичко смањење.

Студија приписује губитке првенствено вишим радним температурама и смањењу топлотних перформанси инвертера, а не укупном трајању топлотних таласа. Ово је важна разлика: није најважнија дужина топлотног таласа, већ интензитет температурних врхова. Кумулативни сати изнад 35 степени -метрика коју су истраживачи користили за процену интензитета топлотног таласа-показали су се као кључни предиктор деградације перформанси.

Можда најзначајнија импликација овог истраживања односи се на то како соларна индустрија планира и предвиђа производњу енергије. Студија је упоредила ПВсист симулације засноване на подацима типичне метеоролошке године са симулацијама које користе стварне временске податке ЕРА5-Ланд. Резултати су били забрињавајући: ослањање искључиво на ТМИ скупове података може систематски преценити ПВ производњу током екстремних топлотних догађаја.

Истраживачи су израчунали „Енерги Нот Сервед“-размак између енергије предвиђене коришћењем ТМИ података и стварно произведене електричне енергије. Највећа разлика је била 553,25 кВх (36,88 кВх/кВп), што представља 17,3% симулиране енергије у фабрици Зебро, док је највећи релативни јаз достигао 22,34% у фабрици Ариза. Ово нису тривијалне границе грешке. За програмере пројеката, инвеститоре и оператере мреже, таква прецењивања могу да доведу до значајних финансијских губитака и оперативне нестабилности.

Иберијски налази су део ширег обрасца. Приземне температуре ваздуха у Европи порасле су око три пута брже од глобалног просека од 1979. Регионалне пројекције показују да ће европске температуре копна наставити да расту за 1,2–3,4 степена по умереним сценаријима и до 8,5 степени по сценаријима високих{5}}емисија до 2100. године, уз најјаче загревање које се очекује у унутрашњим областима Медитерана.

За соларну индустрију, то значи да су климатске претпоставке на којима се заснивају многи постојећи пројекти можда већ застарели. Уобичајено мишљење да соларни ПВ најбоље функционише у врућим, сунчаним климама је поништено реалношћу да екстремна топлота-не само облаци или киша-могу бити велика претња генерацији.

Тим истраживача верује у коришћење иновативног приступа у коме се подаци о животној средини проверавају и процењују у односу на перформансе биљака. Ово омогућава не само идентификацију шанси за кварове услед топлотних таласа, већ и омогућава предузимање потребних радњи за њихову превенцију.
Штавише, могу се користити нове технологије укључујући ефикасније хладњаке за модуле и инверторе, бирање компоненти које боље толеришу високе температуре, развој нових модела прогнозе који ће укључивати температурне врхове и усвајање одговарајућих операција као што је превентивно одржавање постројења пре него што се појаве топлотни таласи.

Чињеница да фотонапонски системи у Иберији могу изгубити чак 90% продуктивности на вршним температурама је прави позив-за буђење за светску соларну индустрију. Јасно је да климатске промене могу само учинити те догађаје још уобичајенијим и озбиљнијим. Стога би индустрија требало да крене напред од ослањања на историјске просеке ка развоју изводљивих пројеката за постојање у свету екстремне врућине. Сунце није само извор енергије за соларне панеле, већ може постати и њихов највећи непријатељ.