Iberijsko poluostrvo se dugo smatralo jednim od najperspektivnijih regiona u Evropi za razvoj solarne energije. Sa obiljem sunca, politikama podrške i rastućim instaliranim kapacitetom koji prelazi 25 GW samo u Španiji, region se pozicionirao kao elektrana obnovljive energije. Međutim, nedavna studija Univerziteta Évora u Portugalu dala je otrežnjujuću provjeru stvarnosti: tokom toplinskih uvjeta, fotonaponske elektrane u regiji mogu doživjeti gubitke po satu i do 90%. Ovo otkriće dovodi u pitanje dugo-održane pretpostavke o pouzdanosti solarne energije i postavlja ključna pitanja o tome kako se industrija mora prilagoditi klimi koja se zagrijava.
Studija: rigorozno ispitivanje ekstremnih toplotnih događaja
Studija objavljena u International Journal of Climate Change Strategies and Management, uključivala je analizu podataka o proizvodnji po satu sa{0}}prikupljenih iz tri solarne PV elektrane širom Iberijskog poluostrva, uključujući Zebro postrojenje u Portugalu (37,06 kW), tvornicu Ariza iz Zaragoze u Španiji (15 kW) i tvornicu Amibil također iz grada Zaragoze (64,5 kW). Istraživači su procijenili uticaj četiri velika toplotna talasa koje su priznali AEMET i IPMA, od kojih su se dva dogodila u Španiji u julu – avgustu 2024. i junu 2025., a druga su dva iz Portugala u avgustu 2024. i maju – junu 2025. Toplotni talasi koji su se desili 2024. pokazali su se kao najštetniji u Portugalu4 i temperaturama od 839 stepena39. stepena u Španiji.
Kako bi osigurali analitičku rigoroznost, istraživači su uporedili podatke o proizvodnji s meteorološkim informacijama iz skupa podataka za reanalizu ERA5-Land, potvrđenih korištenjem meteorološke stanice instalirane uz tvornicu Amibil. Validacija je pokazala snažno slaganje, sa koeficijentima korelacije do 0,95 za temperaturu zraka i 0,98 za globalno horizontalno zračenje.
Brojevi: Zapanjujući gubici po satu
Nalazi su zapanjujući. Najveći pad performansi po satu dostigao je 90,4% u fabrici Amibil tokom španskog toplotnog talasa 2024. Drugim riječima, tokom cijelog sata, ova fotonaponska elektrana je proizvela jedva jednu-desetinu svoje očekivane proizvodnje. Studija je dokumentovala maksimalnu najnižu vrednost po satu od 90,44%. Dok su dnevni gubici bili skromniji-najveći zabilježeni iznosi 17,59% u tvornici Zebro tokom toplotnog talasa u Portugalu 2025.{11}}koncentracija gubitaka tokom vršnih sati potražnje predstavlja ozbiljan operativni izazov.
Ohrabrujuće, istraživači su primijetili da se PV performanse općenito oporavljaju istog dana ili sljedećeg dana nakon što se termički stres smanjio. Međutim, činjenica da se tako dramatični gubici mogu javiti čak i tokom kratkih perioda ekstremnih temperatura-uključujući van službeno klasifikovanih perioda toplotnih talasa-sugerira da bi problem mogao biti rasprostranjeniji nego što se ranije smatralo.
Nauka iza gubitaka
Zašto toplotni talasi stvaraju tako ekstremne gubitke? Razlog se može pronaći u pozadini fotonaponske tehnologije. Visoke temperature smanjuju efikasnost sistema kristalnog silicijuma i stoga se performanse modula smanjuju za 0,3-0,5% za svaki stepen iznad 25 stepeni. Kada stignu toplotni talasi, temperatura može biti približno 70 stepeni, čime se ubrzava propadanje kapsula i kablova. To također može uzrokovati temperaturno smanjenje.
Studija gubitke pripisuje prvenstveno višim radnim temperaturama i termičkom smanjenju invertera, a ne ukupnom trajanju toplotnih talasa. Ovo je važna razlika: nije najvažnija dužina toplotnog talasa, već intenzitet temperaturnih vrhova. Kumulativni sati iznad 35 stepeni -metrika koju su istraživači koristili za procjenu intenziteta toplotnog talasa-pokazali su se kao ključni prediktor degradacije performansi.
Upozorenje za predviđanje i planiranje sistema
Možda najznačajnija implikacija ovog istraživanja odnosi se na to kako solarna industrija planira i predviđa proizvodnju energije. Studija je upoređivala PVsyst simulacije zasnovane na podacima tipične meteorološke godine sa simulacijama koje koriste stvarne vremenske podatke ERA5-Land. Rezultati su bili zabrinjavajući: oslanjanje isključivo na TMY skupove podataka može sistematski precijeniti PV proizvodnju tokom ekstremnih vrućina.
Istraživači su izračunali "Energy Not Served"-razmak između energije predviđene korištenjem TMY podataka i stvarno proizvedene električne energije. Najveća razlika iznosila je 553,25 kWh (36,88 kWh/kWp), što predstavlja 17,3% simulirane energije u elektrani Zebro, dok je najveći relativni jaz dostigao 22,34% u tvornici Ariza. Ovo nisu trivijalne margine greške. Za programere projekata, investitore i operatere mreže, takve precijenjene bi mogle dovesti do značajnih finansijskih gubitaka i operativne nestabilnosti.
Šire implikacije za solarnu industriju
Iberijski nalazi su dio šireg obrasca. Prizemne temperature zraka u Evropi porasle su oko tri puta brže od globalnog prosjeka od 1979. Regionalne projekcije pokazuju da će evropske temperature kopna nastaviti rasti za 1,2-3,4 stepena pod umjerenim scenarijima i do 8,5 stepeni po scenarijima visokih{5}}emisija do 2100. godine, uz najjače zatopljenje koje se očekuje u unutrašnjim područjima Mediterana.
Za solarnu industriju to znači da su klimatske pretpostavke koje podupiru mnoge postojeće projekte možda već zastarjele. Uobičajeno mišljenje da solarni PV najbolje radi u vrućim, sunčanim klimama je poništeno realnošću da ekstremna vrućina-ne samo oblaci ili kiša-mogu biti velika prijetnja generaciji.
Pathways Forward
Tim istraživača vjeruje u korištenje inovativnog pristupa u kojem se podaci o okolišu provjeravaju i procjenjuju u odnosu na performanse biljaka. Ovo omogućava ne samo identifikaciju šansi za kvarove zbog toplotnih talasa, već omogućava i preduzimanje potrebnih radnji za njihovu prevenciju.
Štaviše, mogu se koristiti nove tehnologije, uključujući efikasnije hladnjake za module i invertore, odabir komponenti koje bolje podnose visoke temperature, razvoj novih modela predviđanja koji će uključivati temperaturne vrhove i usvajanje odgovarajućih operacija kao što je preventivno održavanje postrojenja prije pojave toplotnih valova.
Zaključak
Činjenica da fotonaponski sistemi u Iberiji mogu izgubiti čak 90% produktivnosti na vršnim temperaturama je pravi poziv za buđenje-za svjetsku solarnu industriju. Jasno je da klimatske promjene mogu samo učiniti te događaje još uobičajenijim i ozbiljnijim. Stoga bi industrija trebala krenuti naprijed od oslanjanja na historijske prosjeke do razvoja izvodljivih projekata za postojanje u svijetu ekstremne vrućine. Sunce nije samo izvor energije za solarne panele, već može postati i njihov najveći neprijatelj.
