Pētījumā atklāts, ka karstuma viļņi izraisa līdz pat 90% stundu zaudējumus PV rūpnīcās Ibērijas pussalā

Zinātnieki no Evoras Universitātes Portugālē ir analizējuši trīs fotoelementu elektrostaciju darbību Spānijā un Portugālē četros ārkārtējos karstuma notikumos, kas reģistrēti laikā no 2024. līdz 2025. gadam. Viņi atklāja, ka karstuma viļņi var izraisīt ievērojamus ražas zudumus, kas koncentrēti diennakts karstākajās stundās, vienlaikus atklājot ierobežojumus tradicionālajām PV enerģijas ražošanas prognozēšanas metodēm.

Augsta temperatūra samazina kristāliskā silīcija moduļu efektivitāti par aptuveni 0,3% līdz 0,5% katram Celsija grādam virs 25 C. Karstuma viļņu laikā moduļu temperatūra var pārsniegt 70 C, paātrinot iekapsulētāju, kabeļu un citu komponentu noārdīšanos, kā arī izraisot invertoru termisko degradāciju.

Pētījumā "Fotoelementu spēkstaciju noturības analīze Ibērijas karstuma viļņos", kas publicētsStarptautiskais klimata pārmaiņu stratēģiju un pārvaldības žurnāls, pētnieki paskaidroja, ka ir analizējuši stundas ražošanas datus no trim PV ražotnēm: Zebro Portugālē (37,06 kW), Ariza Saragosā, Spānijā (15 kW) un Amibil, arī Saragosā (64,5 kW).

Pētnieki salīdzināja ražošanas datus ar meteoroloģisko informāciju no ERA5-Land reanalīzes datu kopas, kas tika apstiprināta, izmantojot laikapstākļu staciju, kas uzstādīta līdzās Amibil rūpnīcai. Salīdzinājums uzrādīja spēcīgu vienošanos ar korelācijas koeficientiem līdz 0, 95 gaisa temperatūrai un 0, 98 globālajam horizontālajam izstarojumam (GHI), apstiprinot ERA5-Land piemērotību analīzei.

Komanda pārbaudīja četrus karstuma viļņus, ko oficiāli identificēja Spānijas AEMET un Portugāles IPMA laikapstākļu aģentūras: divus Spānijā (2024. gada jūlijā–augustā un 2025. gada jūnijā) un divus Portugālē (2024. gada augustā un 2025. gada maijā–jūnijā). Papildus maksimālajai temperatūrai pētnieki novērtēja karstuma viļņu intensitāti, izmantojot kumulatīvās stundas virs 35 C (DH35).

2024. gada notikumi tika atzīti par vissmagākajiem, un maksimālā temperatūra sasniedza 39,4 C Portugālē un 38,9 C Spānijā.

Rezultāti parādīja, ka ražas zudumi tika koncentrēti ierobežotā stundu skaitā, kas sakrīt ar augstākajām moduļu un invertora temperatūrām. Lielākais veiktspējas koeficienta (PR) stundu kritums sasniedza 90,4% Amibil rūpnīcā 2024. gada Spānijas karstuma viļņa laikā, savukārt lielākais ikdienas zudums tika reģistrēts rūpnīcā Zebro, kur 2025. gada Portugāles karstuma viļņa laikā izlaide samazinājās par 17,6%.

Tomēr pētnieki atzīmēja, ka PV veiktspēja parasti atjaunojās tajā pašā dienā vai nākamajā dienā, kad termiskais stress samazinājās.

Pētījumā zaudējumi galvenokārt ir saistīti ar augstāku darba temperatūru un invertora termisko samazināšanos, nevis ar kopējo karstuma viļņu ilgumu. Tika konstatēts, ka arī īsi ekstremālu temperatūru periodi ārpus oficiāli klasificētiem karstuma viļņu periodiem izraisīja salīdzināmu izlaides samazināšanos.

Galvenā pētījuma daļa ietvēra PVsyst simulāciju salīdzināšanu, pamatojoties uz tipiskā meteoroloģiskā gada (TMY) datiem, ar simulācijām, izmantojot faktiskos ERA5-Land laikapstākļu datus. Autori atklāja, ka, paļaujoties tikai uz TMY datu kopām, var sistemātiski pārvērtēt PV veidošanos ārkārtēju karstuma notikumu laikā.

Lai izmērītu atšķirību, pētnieki aprēķināja Energy Not Served (ENS), kas definēta kā plaisa starp enerģiju, kas prognozēta, izmantojot TMY datus, un faktiski saražoto elektroenerģiju. Lielākās neatbilstības tika novērotas Zebro rūpnīcā otrā Portugāles karstuma viļņa laikā, savukārt lielākā relatīvā novirze notika Arizā 2025. gada Spānijas karstuma viļņa laikā.

Pēc pētnieku domām, šie atklājumi liecina, ka tipiskie meteoroloģiskie gadi nepietiekami atspoguļo ekstremālo laika apstākļu pieaugošo ietekmi uz PV veiktspēju.

Autori secina, ka izaicinājums Eiropas saules enerģijas nozarei arvien vairāk pāriet no ikgadējās ražošanas palielināšanas uz PV iekārtu noturības uzlabošanu pret atkārtotiem ražošanas zudumiem ārkārtēja karstuma periodos.