Tutkimus osoittaa, että lämpöaallot aiheuttavat jopa 90 %:n tuntihäviöitä aurinkosähkölaitoksissa Iberian niemimaalla

Portugalin Évoran yliopiston tutkijat ovat analysoineet kolmen aurinkosähkölaitoksen suorituskykyä Espanjassa ja Portugalissa neljän äärimmäisen lämpötapahtuman aikana, jotka on kirjattu vuosina 2024–2025. He havaitsivat, että helleaallot voivat aiheuttaa merkittäviä satohäviöitä keskittyen vuorokauden kuumimpiin tunteihin ja paljastaa samalla rajoituksia tavanomaisissa aurinkoenergian tuotannon ennustamisessa käytettävissä menetelmissä.

Korkeat lämpötilat heikentävät kiteisten piimoduulien tehokkuutta noin 0,3–0,5 % jokaista yli 25 C astetta kohden. Helleaaltojen aikana moduulien lämpötilat voivat ylittää 70 C, mikä nopeuttaa kapselointiaineiden, kaapelien ja muiden komponenttien hajoamista ja laukaisee samalla inverttereiden lämpövaikutuksen.

Tutkimuksessa "Analysis of Photovoltaic Power Plant Resilience Under Iberian lämpöaaltoja", joka julkaistiinInternational Journal of Climate Change Strategies and Management, tutkijat selittivät analysoineensa kolmen aurinkosähkölaitoksen tuntikohtaisia ​​tuotantotietoja: Zebro Portugalissa (37,06 kW), Ariza Zaragozassa, Espanja (15 kW) ja Amibil, myös Zaragozassa (64,5 kW).

Tutkijat vertasivat tuotantotietoja meteorologisiin tietoihin ERA5-Landin uudelleenanalyysitietoaineistosta, joka validoitiin Amibilin tehtaan viereen asennetulla sääasemalla. Vertailu osoitti vahvan yksimielisyyden, jossa korrelaatiokertoimet olivat jopa 0,95 ilman lämpötilalle ja 0,98 globaalille horisontaaliselle irradianssille (GHI), mikä vahvistaa ERA5-Landin soveltuvuuden analyysiin.

Ryhmä tutki neljää Espanjan AEMETin ja Portugalin IPMA-sääviraston virallisesti tunnistamaa lämpöaaltoa: kaksi Espanjassa (heinäkuu–elokuu 2024 ja kesäkuu 2025) ja kaksi Portugalissa (elokuu 2024 ja touko–kesäkuu 2025). Maksimilämpötilojen lisäksi tutkijat arvioivat helleaaltojen voimakkuutta käyttämällä kumulatiivisia yli 35 C:n tunteja (DH35).

Vuoden 2024 tapahtumat todettiin vakavimmiksi, ja enimmäislämpötilat nousivat Portugalissa 39,4 asteeseen ja Espanjassa 38,9 asteeseen.

Tulokset osoittivat, että tuottohäviöt keskittyivät rajoitetulle tuntimäärälle samaan aikaan korkeimpien moduulien ja invertterin lämpötilojen kanssa. Suurin tuntikohtainen suorituskykysuhteen lasku (PR) saavutti 90,4 % Amibilin tehtaalla Espanjan vuoden 2024 helleaallon aikana, kun taas suurin päivittäinen tappio kirjattiin Zebron tehtaalla, jossa tuotanto laski 17,6 % Portugalin vuoden 2025 helleaallon aikana.

Tutkijat kuitenkin huomauttivat, että PV-suorituskyky palautui yleensä samana tai seuraavana päivänä, kun lämpörasitus väheni.

Tutkimuksen mukaan häviöt johtuvat pääasiassa korkeammista käyttölämpötiloista ja invertterin lämmön heikkenemisestä eikä lämpöaaltojen kokonaiskestosta. Lyhyiden äärimmäisten lämpötilojen jaksojen virallisesti luokiteltujen helleaaltojaksojen ulkopuolella havaittiin myös aiheuttavan vertailukelpoisia tuotannon laskuja.

Keskeinen osa tutkimusta sisälsi Typical Meteorological Year (TMY) -tietoihin perustuvien PVsyst-simulaatioiden vertaamisen simulaatioihin, joissa käytettiin todellisia ERA5-Land-säätuloja. Kirjoittajat havaitsivat, että yksinomaan TMY-tietosarjoihin luottaminen voi systemaattisesti yliarvioida PV-kehityksen äärimmäisten lämpötilojen aikana.

Eron mittaamiseksi tutkijat laskivat Energy Not Served (ENS), joka määritellään TMY-tietojen perusteella ennustetun energian ja tosiasiallisesti tuotetun sähkön välillä. Suurimmat erot havaittiin Zebron tehtaalla toisen Portugalin helleaallon aikana, kun taas suurin suhteellinen poikkeama tapahtui Arizassa vuoden 2025 Espanjan helleaallon aikana.

Tutkijoiden mukaan nämä havainnot osoittavat, että tyypilliset säävuodet eivät kuvaa riittävästi äärimmäisten sääilmiöiden kasvavaa vaikutusta aurinkosähkön suorituskykyyn.

Kirjoittajat päättelevät, että Euroopan aurinkoenergiasektorin haaste on siirtymässä yhä enemmän vuosituotannon maksimoinnista aurinkosähkölaitosten sietokyvyn parantamiseen toistuvia tuotantohäviöitä vastaan ​​äärimmäisen kuumuuden aikana.