Тим истраживача са Универзитета у Пекингу објавио је прву свеобухватну квантификацију о томе како ће климатске промене утицати на соларне фотонапонске системе на глобалном нивоу. Резултати су објављени у престижном енергетском часопису Јоуле и указују на то да ће повећање температуре брзо физички деградирати соларне фотонапонске системе, смањити њихов очекивани век трајања и значајно повећати трошкове соларне електричне енергије, стварајући озбиљну препреку преласку на чисту енергију широм света.
Тим са Института за напредну производњу и роботику Универзитета у Пекингу, заједно са неким истраживачима из других земаља, урадио је студију под називом „Климатске промене ће повећати ризик од високе{0}} температуре, деградацију и трошкове кровних фотонапонских уређаја на глобалном нивоу.
Критична слепа тачка у индустрији у успону
Соларна фотонапонска (ПВ) технологија ће вероватно играти кључну улогу у глобалном покушају декарбонизације. Тренутно кровни фотонапонски системи чине приближно 50% укупног инсталираног фотонапонског капацитета у свету и обезбеђују приближно 50% свих ПВ потреба до 2050. Кровни системи су обично дизајнирани за дуготрајну-употребу, обично трају између 25-30 година.
Иако кровни системи обезбеђују поуздан и безбедан извор обновљиве енергије и за које је утврђено да су „практички отпорни{0}} на бомбе, они могу постати рањиви на саме факторе које желе да ублаже – климатске промене. Познато је да ће повишене температуре узроковати смањење перформанси током ограниченог временског периода, али да постоји још једна озбиљнија претња по-дугорочну поузданост; брзо пропадање материјала услед (термо-механичког замора), „хидролизе“ и „разградње путем УВ светлости“. Роофтоп ПВ системи имају већи ризик од просечног ризика за убрзану топлотну деградацију због ограниченог размака уградње што доводи до смањеног протока ваздуха за потребе хлађења.
Међународни стандарди за поузданост фотонапонских компоненти, попут оних из ИЕЦ-а, користе податке о клими из прошлости да би одредили подручја високог{0}}ризичне температуре. Наше истраживање показује да ово није довољно добро јер не узима у обзир будуће загревање, што би могло да угрози трилионе долара глобалне имовине.
Револуционарна методологија и кључни налази
Да би се решио овај јаз, истраживачки тим је развио интердисциплинарни оквир за процену. Да би схватили колико ће добро кровни соларни панели функционисати у наредним годинама, наш тим је саставио неколико ствари: исправљене климатске моделе, модел који показује како се материјали соларних панела разлажу током времена и модел који гледа на трошкове. Ово нам омогућава да симулирамо дугорочне-перформансе кровне соларне енергије и утврдимо цену електричне енергије коју производи под различитим будућим условима загревања.
Проширење зона ризика{0}}од високих температура:Студија дефинише ХТР као када радна температура панела пређе 70 степени. Открива да ће се глобални отисак ХТР-а драматично проширити. У поређењу са историјским периодом, предвиђа се да ће се обим кровних фотонапонских капацитета изложених ХТР-у повећати за 29% према сценарију загревања од 2 степена и за невероватних 97% према сценарију од 4 степена. Показало се да тренутни ИЕЦ стандарди обухватају само 74% и 48% стварних ризичних области у оквиру ових будућих будућности, што указује на озбиљно потцењивање.
Убрзана деградација и растући трошкови:Убрзано старење директно скраћује корисни радни век ПВ модула, смањујући њихов укупни излаз енергије током времена и повећавајући ЛЦОЕ. Према сценарију глобалног загревања од 2,5 степена, предвиђа се да ће просечан ЛЦОЕ за кровне фотонапоне у погођеним градовима широм света порасти за 4,8%, са повећањем у климатско{3}}осетљивијим регионима до 20%. Студија примећује да ће економски утицај ове термалне деградације вероватно далеко надмашити утицај других климатских фактора као што су промене у сунчевом зрачењу.
Погоршање глобалне неједнакости:Истраживање наглашава дубоку „климатску неједнакост“ у расподели овог ризика. Региони на глобалном југу-укључујући јужну Азију, Африку и Јужну Америку-који су кључни за будуће ширење фотонапонских електрана и природно топлији, суочиће се са највећом изложеношћу ХТР-у и најозбиљнијим повећањем трошкова. Насупрот томе, развијене земље-на вишим ширинама биће мање погођене. То значи да ће се региони у развоју, који често имају мању финансијску отпорност, суочити са вишом „климатском премијом“ за своју енергетску транзицију, потенцијално повећавајући глобалне неједнакости у приступу приступачној чистој енергији.
Табела у наставку сумира пројектоване утицаје под различитим сценаријима загревања:
| Сценарио глобалног загревања | Предвиђено повећање фотонапонског капацитета изложеног високо{0}}температурном ризику (ХТР) | Процењено просечно повећање уједначених трошкова електричне енергије (ЛЦОЕ) | Напомена о јазу у стандардима |
|---|---|---|---|
| +2 степен | +29% (у односу на историјски период) | Подаци моделовани за сценарио од +2.5 степена | Тренутни стандарди покривају само74%будућих ризичних подручја |
| +2.5 степен | -- | +4.8%(са регионалним повећањем до 20%) | -- |
| +4 степен | +97% (у односу на историјски период) | -- | Тренутни стандарди покривају само48%будућих ризичних подручја |
Позив на акцију: ажурирани стандарди и фокусиране иновације
Као одговор на ове налазе, истраживачи су упутили јасан позив на акцију креаторима политике,{0}}телима за постављање стандарда и индустрији.
Аутори чланка препоручују међународним организацијама попут ИЕЦ-а да дају приоритет ажурирању стандарда за тестирање поузданости производа креирањем будућих климатских сценарија умјесто ослањања на прошле климатске податке.
Поред тога, аутори позивају на развој нових технологија обновљиве енергије, укључујући развој материјала следеће-генерације за фотонапонску енергију, односно развој нових материјала који имају бољу термичку стабилност, укључујући напредније материјале од перовскита, као и модификацију дизајна инсталације и хлађења на нивоу система-за управљање топлотним стресом на фотонапонским системима.
Коначно, утврђено је да је потребно имплементирати оквир „праведне транзиције“. Глобални систем управљања климом и енергијом мора да призна и да се позабави регионалним неједнакостима које постоје пружањем веће подршке у виду побољшаног техничког трансфера, побољшаног финансирања климе и изградње капацитета земаља у развоју да помогну у управљању додатним трошковима и ризицима повезаним са овом енергетском транзицијом за њих.
Закључак
Ова значајна студија са Универзитета у Пекингу звучи као критичан аларм за глобални енергетски сектор. То показује да климатске промене нису само изазов који треба решити обновљивим изворима енергије, већ и директна претња њиховој економској одрживости и-дугорочним учинком. Осигуравање снажне и правичне транзиције чисте енергије сада захтијева проактивно прилагођавање свјетске соларне инфраструктуре топлијем свијету који помаже да се створи.
