Studija otkriva da toplotni talasi uzrokuju gubitke po satu do 90% u fotonaponskim postrojenjima na Iberijskom poluostrvu

Naučnici sa Univerziteta Évora u Portugalu analizirali su performanse tri fotonaponske elektrane u Španiji i Portugalu tokom četiri ekstremna toplotna događaja zabeležena između 2024. i 2025. godine. Otkrili su da toplotni talasi mogu da izazovu značajne gubitke prinosa koncentrisane tokom najtoplijih sati u danu, istovremeno otkrivajući ograničenja u konvencionalnim metodama koje se koriste za predviđanje PV energije.

Visoke temperature smanjuju efikasnost kristalnog silicijumskih modula za oko 0,3% do 0,5% za svaki stepen Celzijusa iznad 25 C. Tokom toplotnih talasa, temperature modula mogu da pređu 70 C, ubrzavajući degradaciju kapsula, kablova i drugih komponenti, a takođe izazivaju smanjenje temperature u inverterima.

U studiji "Analiza otpornosti fotonaponskih elektrana pod iberijskim toplotnim talasima", objavljenoj uMeđunarodni časopis za strategije i upravljanje klimatskim promjenama, objasnili su istraživači da su analizirali podatke o proizvodnji po satu iz tri fotonaponske elektrane: Zebro u Portugalu (37,06 kW), Ariza u Zaragozi, Španija (15 kW), i Amibil, također u Zaragozi (64,5 kW).

Istraživači su usporedili podatke o proizvodnji s meteorološkim informacijama iz skupa podataka za reanalizu ERA5-Land, koji je potvrđen korištenjem meteorološke stanice instalirane uz Amibil postrojenje. Poređenje je pokazalo snažno slaganje, s koeficijentima korelacije do 0,95 za temperaturu zraka i 0,98 za globalno horizontalno ozračenje (GHI), što potvrđuje prikladnost ERA5-Land za analizu.

Tim je ispitao četiri toplotna talasa koja su zvanično identifikovale španske AEMET i portugalske meteorološke agencije IPMA: dva u Španiji (jul–avgust 2024. i jun 2025.) i dva u Portugalu (avgust 2024. i maj–jun 2025.). Osim maksimalnih temperatura, istraživači su procijenili intenzitet toplotnog talasa koristeći kumulativne sate iznad 35 C (DH35).

Utvrđeno je da su događaji iz 2024. godine bili najteži, s maksimalnim temperaturama koje su dostigle 39,4 C u Portugalu i 38,9 C u Španiji.

Rezultati su pokazali da su gubici prinosa koncentrirani u ograničenom broju sati, što se poklapa s najvišim temperaturama modula i invertera. Najveći pad performansi (PR) po satu dostigao je 90,4% u fabrici Amibil tokom španskog toplotnog talasa 2024. godine, dok je najveći dnevni gubitak zabeležen u fabrici Zebro, gde je proizvodnja pala za 17,6% tokom toplotnog talasa u Portugalu 2025. godine.

Međutim, istraživači su primijetili da se PV performanse općenito oporavljaju istog dana ili sljedećeg dana nakon što se termički stres smanjio.

Studija pripisuje gubitke uglavnom višim radnim temperaturama i termičkom smanjenju invertera, a ne ukupnom trajanju toplotnih talasa. Utvrđeno je da kratki periodi ekstremnih temperatura izvan zvanično klasifikovanih perioda toplotnog talasa uzrokuju uporediva smanjenja proizvodnje.

Ključni dio istraživanja uključivao je poređenje PVsyst simulacija zasnovanih na podacima o tipičnoj meteorološkoj godini (TMY) sa simulacijama koje koriste stvarne vremenske podatke ERA5-Land. Autori su otkrili da oslanjanje isključivo na TMY skupove podataka može sistematski precijeniti PV proizvodnju tokom ekstremnih vrućina.

Da bi izmjerili razliku, istraživači su izračunali Energy Not Served (ENS), definiranu kao jaz između energije predviđene korištenjem TMY podataka i stvarno proizvedene električne energije. Najveća odstupanja uočena su u fabrici Zebro tokom drugog toplotnog talasa u Portugalu, dok se najveće relativno odstupanje dogodilo u Arizi tokom španskog toplotnog talasa 2025. godine.

Prema istraživačima, ovi nalazi pokazuju da tipične meteorološke godine ne obuhvataju u dovoljnoj mjeri rastući utjecaj ekstremnih vremenskih događaja na performanse fotonapona.

Autori zaključuju da se izazov za evropski solarni sektor sve više pomiče sa maksimiziranja godišnje proizvodnje na poboljšanje otpornosti fotonaponskih instalacija na ponavljajuće gubitke u proizvodnji tokom perioda ekstremnih vrućina.