Študija ugotavlja, da vročinski valovi povzročajo do 90 % urnih izgub v fotovoltaičnih elektrarnah na Iberskem polotoku

Znanstveniki z Univerze v Évori na Portugalskem so analizirali delovanje treh fotonapetostnih elektrarn v Španiji in na Portugalskem med štirimi ekstremnimi vročinskimi dogodki, zabeleženimi med letoma 2024 in 2025. Ugotovili so, da lahko vročinski valovi povzročijo znatne izgube pridelka, koncentrirane v najbolj vročih urah dneva, hkrati pa so razkrili omejitve v običajnih metodah, ki se uporabljajo za napovedovanje proizvodnje PV energije.

Visoke temperature zmanjšajo učinkovitost modulov iz kristalnega silicija za približno 0,3 % do 0,5 % za vsako stopinjo Celzija nad 25 C. Med vročinskimi valovi lahko temperature modulov presežejo 70 C, kar pospeši razgradnjo kapsul, kablov in drugih komponent, hkrati pa sproži termično zmanjšanje v pretvornikih.

V študiji "Analysis of photovoltaic power plant resilience under Iberian heatwaves", objavljeni vMednarodna revija o strategijah in upravljanju podnebnih sprememb, so raziskovalci pojasnili, da so analizirali podatke o urni proizvodnji iz treh PV tovarn: Zebro na Portugalskem (37,06 kW), Ariza v Zaragozi v Španiji (15 kW) in Amibil, prav tako v Zaragozi (64,5 kW).

Raziskovalci so primerjali podatke o proizvodnji z meteorološkimi informacijami iz nabora podatkov za ponovno analizo ERA5-Land, ki je bil potrjen z uporabo vremenske postaje, nameščene ob tovarni Amibil. Primerjava je pokazala močno ujemanje, s korelacijskimi koeficienti do 0,95 za temperaturo zraka in 0,98 za globalno horizontalno obsevanost (GHI), kar potrjuje primernost ERA5-Land za analizo.

Skupina je preučila štiri vročinske valove, ki sta jih uradno identificirali španska meteorološka agencija AEMET in portugalska IPMA: dva v Španiji (julij–avgust 2024 in junij 2025) in dva na Portugalskem (avgust 2024 in maj–junij 2025). Poleg najvišjih temperatur so raziskovalci ocenili intenzivnost vročinskih valov z uporabo kumulativnih ur nad 35 C (DH35).

Dogodki leta 2024 so bili najhujši, saj so najvišje temperature dosegle 39,4 C na Portugalskem in 38,9 C v Španiji.

Rezultati so pokazali, da so bile izgube donosa koncentrirane v omejenem številu ur, kar je sovpadalo z najvišjimi temperaturami modula in pretvornika. Največji urni upad razmerja učinkovitosti (PR) je dosegel 90,4 % v tovarni Amibil med španskim vročinskim valom leta 2024, medtem ko je bila največja dnevna izguba zabeležena v tovarni Zebro, kjer je proizvodnja padla za 17,6 % med portugalskim vročinskim valom leta 2025.

Vendar pa so raziskovalci ugotovili, da se je zmogljivost PV na splošno obnovila isti dan ali naslednji dan, ko se je toplotna obremenitev zmanjšala.

Študija pripisuje izgube predvsem višjim delovnim temperaturam in toplotnemu zmanjšanju moči pretvornika, ne pa skupnemu trajanju vročinskih valov. Ugotovljeno je bilo tudi, da kratka obdobja ekstremnih temperatur zunaj uradno razvrščenih obdobij vročinskih valov povzročajo primerljivo zmanjšanje proizvodnje.

Ključni del raziskave je vključeval primerjavo simulacij PVsyst na podlagi podatkov o tipičnem meteorološkem letu (TMY) s simulacijami, ki uporabljajo dejanske vremenske podatke ERA5-Land. Avtorji so ugotovili, da lahko zanašanje izključno na nabore podatkov TMY sistematično preceni proizvodnjo PV med ekstremnimi vročinskimi dogodki.

Za merjenje razlike so raziskovalci izračunali Energy Not Served (ENS), opredeljeno kot vrzel med energijo, predvideno z uporabo podatkov TMY, in dejansko proizvedeno električno energijo. Največja odstopanja so bila opažena v tovarni Zebro med drugim portugalskim vročinskim valom, največje relativno odstopanje pa je bilo v Arizi med španskim vročinskim valom leta 2025.

Po mnenju raziskovalcev te ugotovitve kažejo, da tipična meteorološka leta ne zajamejo dovolj naraščajočega vpliva ekstremnih vremenskih dogodkov na delovanje PV.

Avtorji sklepajo, da se izziv za evropski sončni sektor vedno bolj premika od povečanja letne proizvodnje k izboljšanju odpornosti PV naprav proti ponavljajočim se izgubam proizvodnje v obdobjih ekstremne vročine.