A besugárzás változékonysága nemcsak napon vagy órán belül tud problémákat okozni, de akár években mérhető időintervallumban is. A napenergia-termeléshez nélkülözhetetlen napsugárzás mennyisége egy év alatt is jelentős mértékben megváltozhat, ami nem segíti a tervezhetőséget.
A napenergiával szemben – számos jó tulajdonsága mellett, melyek a következő években a világ első számú energiaforrásává fogják emelni – az a fő ellenérv, hogy időjárásfüggő jellegéből adódóan csak akkor áll rendelkezésre, amikor süt a nap. Az energiatárolók terjedése és a villamosenergia-rendszer rugalmasságának számos módszerrel és eszközzel történő fokozása (például fogyasztóoldali válasz, mikrogridek, piacfejlesztések vagy akár szélerőművek által) kisebb-nagyobb mértékben kezeli a problémát, de az új ökoszisztéma kiépítése akkor is időbe telik, ha a döntéshozók mindent megtesznek ennek érdekében.
Addig, amíg ezek a megoldások teret nem nyernek, a napenergia-termelés ingadozó, bizonyos mértékig az időjárás-előrejelzések fejlődése mellett is kiszámíthatatlan jellege a villamosenergia-ellátás biztonságának szempontjából kockázatot hordoz magában. Az ellátás és az energiaigény egyensúlyát ugyanis minden pillanatban biztosítani kell, ennek egyik elsődleges feltétele a termeléssel való pontos tervezhetőség.
Kép: pexels
A napenergia-potenciál évenkénti változékonyságának megértése létfontosságú a hálózattervezéshez és a tárolási kapacitások optimalizálásához is. Ez azért is lényeges, mert a nap- és szélenergia-termelés pontos előrejelzése és tervezése lehetővé teszi a megújuló energia optimalizált hasznosítását is, amivel minimalizálható a hálózatból származó energiafogyasztás.
Kapcsolódó bejegyzések
Háztartási kiserőművek – Miért csak a napelemek rúghatnak labdába?
Akár saját szélturbinánk, vízerőművünk vagy gázerőművünk is lehet, de nem véletlen, hogy világszerte a napelemek dominálnak.
Bekavarhat a napenergia-termelésnek
A besugárzás bizonytalansága rövid távon, néhány napon vagy órán belül is komoly problémákat tud okozni, ha az időjárás nem az előrejelzéseknek megfelelően alakul, de probléma hosszabb, akár éves távlatban is jelentkezhet. A napenergia-termeléshez nélkülözhetetlen napsugárzás mennyisége akár egyik évről a másikra is jelentősen eltérhet, ami nyilván szintén nem segíti a tervezhetőséget.
Annak érdekében, hogy megoldják a besugárzásingadozás egész energiaellátás szempontjából lényeges problémáját, a napsugárzás szezonális előrejelzésére már a mesterséges intelligenciát is bevetik.
Kép: canva
Az egyes régiók éves besugárzási értékeit 10 egymást követő évre vonatkozóan ábrázoló térképek szemléletesen mutatják e változékonyság mértékét. A besugárzási értékeknek ez az éven túli változékonysága megmutatkozik a naperőművek átlagos éves kihasználtságának alakulásában is, bár itt olyan egyéb tényezőkkel is számolni kell, mint az új technológiák, például a napkövető rendszerek térnyerése.
A magyarországi kereskedelmi célú napelemparkok éves átlagos kihasználtsági adatai mindössze a 2016-os tárgyév óta állnak rendelkezésre (mivel a nagy naperőművek itthoni térhódítása nagyjából ekkor kezdődött), de már ezek is jelentős eltéréseket mutatnak. Az átvitelirendszer-irányító Mavir által közölt statisztika alapján a hazai naperőművek eddigi története során az éves átlagos kihasználtságuk az első adatfelvételi évben, 2016-ban volt a legalacsonyabb (13,86%-kal), és 2022-ben volt a legmagasabb (17,14%-kal). Ez az eltérés talán nem tűnik soknak, de amikor a hazai napelemparkok beépített teljesítőképessége lassan a 4 gigawattot közelíti, a néhány százalékpontos különbség igen jelentősnek számít.
A kihasználtsági adatok ugyan csak a kereskedelmi célú napelemparkokra vonatkoznak, a változékonyságukat nagymértékben okozó besugárzásingadozás a háztartási méretű és a saját fogyasztásra termelő naperőművek termelését is alapvetően befolyásolja.
Kapcsolódó bejegyzések
Ezért kellenek energiatárolók és új szélerőművek Magyarországnak
Tavaly már a hazai áramtermelés 10 százaléka származott napelemekből. De télre bezuhan a termelés. Ezt a problémát szélerőművel vagy tárolóval meg kell oldani.
Régiónkban az egyik legnagyobb a változékonyság
Egy a meteorológiai műholdak által gyűjtött adatokon alapuló tavalyi elemzés szerint a besugárzás évenkénti változékonysága Közép-Európában az egyik legnagyobb. Emellett Észak-Európa, Ausztrália keleti partvidéke, Argentína északi területe és Kína is évről évre nagyobb eltéréseket tapasztal a besugárzásban, míg a legstabilabb, leginkább kiszámítható értékekkel Afrika rendelkezik.
Kép: pexels
Az elemzés érdekes eredménye az is, hogy nem feltétlenül azokban a régiókban a legnagyobb az éves besugárzási értékek változékonysága, ahol a napközbeni felhőképződés a leginkább variábilis. Ugyanakkor az Atacama-fennsík az afrikai Szaharához és a Közel-Kelethez hasonlóan rendkívül stabil értékekkel rendelkezik a konstansan minimális felhőtakaró miatt. A közép-ausztráliai sivatagok besugárzási értékeinek nagyobb változékonyságát ugyanakkor az okozza, hogy a régió ki van téve az úgynevezett El Niño-Déli Oszcilláció jelenség (ENSO) hatásainak is.
Közép- és Észak-Európában a nagy besugárzási ingadozáshoz több tényező is hozzájárul, így a déli és a keleti kontinentális légtömegek, illetve az Atlanti-óceánról, az Északi-sarkvidékről és a Földközi-tengerről érkező tengeri légtömegek is. A besugárzást befolyásolja az aeroszolok légköri jelenléte is, így például Kína nagy besugárzási ingadozását részben az aeroszolterhelés elmúlt évtizedben bekövetkezett változásai okozzák.
Kapcsolódó bejegyzések
Megdőlhetnek a melegrekordok, növekszik az El Niño esélye
Egyre nagyobb a valószínűsége az új hőmérsékleti rekordoknak.
Az időjárás a fő felelős, de más is számít
A besugárzási értékek ingadozását tehát többnyire a légköri, időjárási tényezők hajtják, míg magának a Napnak a fényereje mindössze 0,1%-kal változik a 11 éves napciklus során.
A koronavírus-járvány első, 2020. tavaszi hulláma idején Európa jelentős része az átlagnál jóval magasabb besugárzási értékeket tapasztalt. Hollandia például 1928 óta a legmagasabb besugárzási értékeket regisztrálta, amelyek masszív 13%-kal haladták meg az előző, 2011-es év szélsőségesen magas adatait. Bár a feltételezések szerint ennek fő oka az lehetett, hogy a gazdasági leállás, illetve a lezárások miatt a levegő a szokásosnál jóval tisztább volt, az elemzések arra mutattak rá, hogy a száraz és felhőmentes időjárás sokkal fontosabb szerepet játszhatott a jelenség kialakulásában.
Kép: pexels
Ez közvetve azért szintén összefügghetett az emberi tevékenység alakulásával, mivel a jelentős részben emberi aktivitásból származó aeroszolrészecskék elősegítik a felhőképződést. Aeroszolok ugyanakkor számos forrásból kerülhetnek a légkörbe, például erdőtüzekből is. A besugárzást érdemben képesek befolyásolni a nagy vulkánkitörések, illetve az ezek során óriási tömegben a légkörbe jutó gázok és hamu is.
Kiemelt kép: canva
