A napelemes ipar szereplői számára váratlanul érkezett a termelés csökkenése, amire senki sem számított - Librarius.hu
A Szaharából kiinduló porviharok egyre gyakrabban és egyre nagyobb intenzitással érkeznek Magyarországra, figyelmeztetnek a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, valamint a Pannon Egyetem szakértői. Ezek a természeti jelenségek nem csupán a levegő minőségét rombolják, hanem a napelemek teljesítményét is jelentősen befolyásolják.
A kutatók rámutattak, hogy a vizsgált problémakör több szempontból is figyelemre méltó. Egyrészt a napelemes energiatermelés globális szintű elterjedése miatt elengedhetetlen, hogy foglalkozzunk az időjárásra érzékeny megújuló energiaforrásokkal járó kihívásokkal. Ezen kívül fontos, hogy megértsük az egyre gyakoribb szaharai porviharok hatásait is. Ezek a jelenségek alapvetően befolyásolják a napelemes energia termelését, valamint jelentős szerepet játszanak a besugárzási viszonyok területi ingadozásában – áll a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat legfrissebb közleményében.
Azért, hogy a szaharai porviharok hatását jobban megismerjék, a kutatók 46 szaharai porvihart vizsgáltak meg 2020 és 2023 között és ezek alapján több javaslatot is megfogalmaztak.
A szakértők véleménye szerint a termelés és a fogyasztás folyamatos egyensúlyának fenntartásához elengedhetetlenek a precíz előrejelzések.
A kutatók szerint a legnagyobb kihívást az jelenti, hogy a légköri por szerepének pontos számszerűsítése a teljes sugárzási mérlegben rendkívül bonyolult feladat. Egyetlen porfelhőben ugyanis számos különböző anyag, például kvarc, kalcit, gipsz, agyagásványok és csillámok keveredik, ráadásul ezek az anyagok különféle alakú ásványi szemcsék és aggregátumok formájában jelennek meg. Mindezek a különböző részecskék eltérő optikai tulajdonságokkal bírnak, ami tovább nehezíti a helyzetet.
A sötétebb színű szemcsék - például hematit, goethit - több sugárzást nyelnek el, lokálisan fűtő hatásúak, míg a világosabbak esetében a hőmérséklet-csökkenést eredményező visszatükrözés és szórás a domináns.
A légköri por finom szemcséi a légkörbe jutva a felhőképződéshez szükséges kondenzációs magként is viselkedhetnek, amelyek nélkül nem alakulhatnának ki a felhőket felépítő cseppek. A kondenzációs magvak számának növekedése adott vízgőztartalom mellett több, de kisebb méretű felhőcsepp kialakulásához vezet, így a felhő színe világosabb lesz, tehát több sugárzást ver vissza.
A kisebb cseppek egyik érdekes jellemzője, hogy viszonylag hosszú ideig képesek megmaradni a légkörben. Ennek következményeként a felhők radiatív hatása, vagyis a földi sugárzás egyensúlyára gyakorolt befolyásuk is tartósabb. Ezzel párhuzamosan a csapadék esélye csökken, így a napelempaneleket nem fogják lemosni, és ezzel hozzájárulnak a napenergia hatékonyabb kihasználásához.
A kutatók hangsúlyozzák: a pontos előrejelzések érdekében a számításokba naprakész porterhelési adatokat és megfelelő felhőfizikai összefüggéseket kell beépíteni.
Az éghajlatváltozás és a természetes éghajlati ingadozások következtében az előrejelzések egy instabil hidrometeorológiai és légköri környezetben készülnek, ami folyamatosan bizonytalanságokat generál. A napelemes kapacitás növekedésével valószínűleg ezek a hibák egyre hangsúlyosabbá válnak, ezért az egyre precízebb előrejelzések mellett nélkülözhetetlen a villamosenergia-tárolási kapacitás fejlesztése is.
Az alapvető kihívás, hogy a Szahara térségéből származó porviharok során jelentős mértékben csökken a napenergia besugárzása. Ez a jelenség közvetlen hatással van az energiatermelésre, amelynek csökkenését nem csupán az ellátásbiztonság szempontjából fontos figyelemmel kísérni, hanem gazdasági megfontolások miatt is elengedhetetlen a pontos mérése és előrejelzése - állítják a szakértők.
"A jelenleg használt modellek sok paramétert nem vesznek figyelembe, vagy rosszul paramétereznek bizonyos folyamatokat, a korábbi adatok pedig a jelenleg zajló klímaváltozás miatt lényegében használhatatlanok" - hívják fel a figyelmet a kutatók.
Ha a porviharok következtében a sugárzás szintje alacsonyabbra csökken a tervezettnél, akkor a villamosenergia-termelés is csökkenni fog a várakozásokhoz képest. Noha a kiesett energia pótlására általában gyorsan üzembe állítható gázturbinás erőművek állnak rendelkezésre, ezt a megoldást nem szabad figyelmen kívül hagyni, mivel jelentős költségekkel jár, és ráadásul megnöveli a káros anyagok kibocsátását – figyelmeztetnek a szakértők.
Varga György, a HUN-REN CSFK Földrajztudományi Intézetének kutatója kifejti, hogy egy-egy porvihar következtében a kiesett energia akár több száz megawattot is elérhet, sőt, bizonyos esetekben akár 1 gigawattnyi energiát is jelenthet. Fontos azonban megjegyezni, hogy a kiesés nem csupán a por közvetlen hatásának eredménye, hanem a porvihar kialakulásához hozzájáruló meteorológiai viszonyok felhőzete is szerepet játszik ebben a folyamatban.
A kutató hangsúlyozza, hogy a légköri por jelentős hatással van a felhőzet jellemzőire, amely így kiterjedtebb felhőtakarót képezhet. A menetrendek sajnos nem tükrözik pontosan ezeket a változásokat. A legkisebb napelemes termelés általában a téli hidegpárnás időszakokban tapasztalható, míg a porviharok hatása a napsugárzás csökkentésében, bár nem annyira drámai, mégis számottevő. Ez különösen aggasztó, mivel a jövőben az éghajlatváltozás miatt egyre gyakoribbá válhatnak a poros időszakok.
