Исследование показало, что волны тепла вызывают до 90% почасовых потерь фотоэлектрических электростанций на Пиренейском полуострове

Ученые из Университета Эворы в Португалии проанализировали работу трех фотоэлектрических электростанций в Испании и Португалии во время четырех экстремальных жарких явлений, зарегистрированных в период с 2024 по 2025 год. Они обнаружили, что волны тепла могут вызвать значительные потери урожая, сосредоточенные в самые жаркие часы дня, а также обнажают ограничения в традиционных методах, используемых для прогнозирования производства фотоэлектрической энергии.

Высокие температуры снижают эффективность модулей из кристаллического кремния примерно на 0,3–0,5 % на каждый градус Цельсия выше 25 C. Во время периодов жары температура модулей может превышать 70 C, ускоряя разрушение герметиков, кабелей и других компонентов, а также вызывая термическое снижение номинальных характеристик инверторов.

В исследовании «Анализ устойчивости фотоэлектрических электростанций к иберийским жарким волнам», опубликованном в журналеМеждународный журнал стратегий и управления изменением климатаИсследователи объяснили, что они проанализировали почасовые данные о производстве трех фотоэлектрических электростанций: Zebro в Португалии (37,06 кВт), Ariza в Сарагосе, Испания (15 кВт) и Amibil, также в Сарагосе (64,5 кВт).

Исследователи сравнили производственные данные с метеорологической информацией из набора данных реанализа ERA5-Land, которая была подтверждена с помощью метеостанции, установленной рядом с заводом Амибил. Сравнение показало сильное согласие с коэффициентами корреляции до 0,95 для температуры воздуха и 0,98 для глобальной горизонтальной освещенности (GHI), что подтверждает пригодность ERA5-Land для анализа.

Команда изучила четыре волны тепла, официально выявленные метеорологическими агентствами Испании AEMET и IPMA Португалии: две в Испании (июль-август 2024 г. и июнь 2025 г.) и две в Португалии (август 2024 г. и май-июнь 2025 г.). Помимо максимальных температур, исследователи оценили интенсивность волны тепла, используя суммарное количество часов выше 35 C (DH35).

События 2024 года оказались самыми суровыми: максимальная температура достигла 39,4°C в Португалии и 38,9°C в Испании.

Результаты показали, что потери мощности были сосредоточены в течение ограниченного количества часов, совпадающего с самыми высокими температурами модуля и инвертора. Наибольшее часовое снижение производительности (PR) достигло 90,4% на заводе Amibil во время жары в Испании в 2024 году, а самые большие ежедневные потери были зафиксированы на заводе Zebro, где выпуск упал на 17,6% во время жары в Португалии в 2025 году.

Тем не менее, исследователи отметили, что производительность фотоэлектрических систем обычно восстанавливается в тот же день или на следующий день, когда тепловая нагрузка снижается.

Исследование связывает потери главным образом с более высокими рабочими температурами и тепловым снижением мощности инвертора, а не с общей продолжительностью волн тепла. Было также обнаружено, что короткие периоды экстремальных температур за пределами официально классифицированных периодов аномальной жары вызывают сопоставимое сокращение производства.

Ключевая часть исследования заключалась в сравнении моделирования PVsyst, основанного на данных типичного метеорологического года (TMY), с моделированием, использующим фактические данные о погоде ERA5-Land. Авторы обнаружили, что использование исключительно наборов данных TMY может систематически переоценивать выработку фотоэлектрических энергии во время экстремальных жарких явлений.

Чтобы измерить разницу, исследователи рассчитали Energy Not Served (ENS), определяемую как разрыв между энергией, прогнозируемой с использованием данных TMY, и фактически произведенной электроэнергией. Наибольшие расхождения наблюдались на заводе Зебро во время второй жары в Португалии, а самое большое относительное отклонение произошло в Аризе во время жары в Испании в 2025 году.

По мнению исследователей, эти результаты показывают, что типичные метеорологические годы недостаточно отражают растущее влияние экстремальных погодных явлений на производительность фотоэлектрических систем.

Авторы приходят к выводу, что задача европейского солнечного сектора все больше смещается от максимизации годовой выработки к повышению устойчивости фотоэлектрических установок к повторяющимся производственным потерям в периоды сильной жары.