אנרגיה סולארית: חום קיצוני חוסך עד 90%

חום קיצוני יכול להפחית עד 90% מהייצור השעתי של תחנות PV באיבריה

חום קיצוני יכול לקצץ את ייצור הפאנלים עד 90 % לשעה – זה מה שמצאו חוקרים מאוניברסיטת אבורה בפורטוגל. באחת השעות הקשות ביותר, במפעל אמיביל בזארagoza במהלך גל החום הספרדי 2024, יחס הביצועים (PR) ירד 90.4 % מהרגיל, כלומר המערכת הפיקה רק עשירית מהצפוי. באותו מחקר נרשמו נפילות דומות במקומות אחרים, והפסד יומי של 17.6 % במפעל זברו בפורטוגל ב‑2025. ההפסדים הגדולים מתרחשים בשעות החמות ביותר, כשטמפרטורת המודול עוברת 70 °C והאינברטרים מפחיתים תפוקה (thermal derating).

---

למה חום קיצוני פוגע בפאנלים ובאינברטרים

פאנלים סולאריים מאבדים יעילות כשמתחממים: כל מעלה מעל 25 °C מורידה את הפלט של סיליקון גבישי ב‑0.3‑0.5 %. בטמפרטורות של 70 °C או יותר, היעילות נופלת בחדות, בדיוק כפי שהמחקר תיעד. האינברטרים, שממירים זרם ישר לזרם חילופין, כוללים הגנה תרמית שמקטינה את הפלט כשהטמפרטורה הפנימית עולה – תופעה שנקראת הורדת תפוקת אינברטר (thermal derating).

החוקרים קישרו את קריסת ה‑PR לשילוב של חימום מודול ו‑הורדת תפוקת אינברטר, ולא לאורך זמן של הגל. קפיצות קיצוניות בטמפרטורה – אפילו מחוץ לשעות המוגדרות של גל חום – יצרו חיתוכים דומים בתפוקה, מה שמדגיש שהשיא בטמפרטורה הוא החשוב ביותר.

---

איך המחקר מדד את ההפסד

הצוות חקר נתוני ייצור שעתי של שלושה מפעלים קטנים – זברו (37.06 kW, פורטוגל), אריזה (15 kW, זארagoza, ספרד) ואמיביל (64.5 kW, זארagoza) – ב‑ארבעה אירועי גל חום בין 2024 ל‑2025. הם התאימו את הנתונים למידע מטאורולוגי מ‑מאגר ERA5‑Land ובדקו את הדיוק מול תחנת מזג אוויר שהותקנה ליד אמיביל. מתאם הקורלציה היה 0.95 לטמפרטורת האוויר ו‑0.98 לקרינת השמש האופקית (GHI), מה שמאשר את אמינות הנתונים.

כדי למדוד את השגיאה בתחזיות, השוו את הייצור בפועל עם סימולציות PV‑syst שהשתמשו בנתוני שנה מטאורולוגית טיפוסית (TMY). הפער – שנקרא Energy Not Served (ENS) – היה הגדול ביותר בגל החום השני בפורטוגל בזברו והגיע לשיא ביחס לחזוי TMY באריזה ב‑2025. זה מראה שמודלים מבוססי TMY עלולים להמעיט ב‑20 % את הייצור בזמן חום קיצוני, כי הם מרככים את הקפיצות הקצרות והחזקים בטמפרטורה.

---

מה המשמעות למגזר הסולארי באירופה

הכותבים טוענים שהתמקדות תעשיית הסולארי צריכה לעבור מ‑הגדלת ייצור שנתי ל‑בנייה של עמידות בפני הפסדים של שעה. ככל שהשינוי האקלים מגביר תדירות ועוצמת גלי חום בדרום אירופה, המפעילים יצטרכו:

1. לבחור מודולים עם מקדם טמפרטורה נמוך שיסבולו פחות בטמפרטורות גבוהות.
2. לעצב קירור לאינברטרים ולמקם אותם כך שיקבלו זרימת אוויר טובה והצללה מהשמש הישירה, כפי שמסביר המדריך הטכני על הורדת תפוקת אינברטר.
3. להשתמש בנתוני מזג אוויר ברזולוציה גבוהה (כמו ERA5‑Land) בתכנון תחזיות ביצועים וב‑O&M, במקום להסתמך רק על נתוני TMY.

צעדים אלו יכולים למנוע נפילות פתאומיות שמסכנות את יציבות הרשת, במיוחד בשעות אחר הצהריים החמות שבהן הביקוש לשיא.

---

מה המשמעות לישראל

בישראל הקיץ חם: טמפרטורות קבועות מעל 35 °C, ופאנלים על גגות יכולים להגיע ל‑70 °C ואף יותר. אם נשתמש בתעריף המגורים הישראלית של ₪0.48/kWh ובמערכת סולארית ביתית של 10 kWp (שמייצרת כ‑17 000 kWh/שנה במרכז), הפסד של 10 % לשעה יפגע ברווח של אותה שעה ויכול להאריך את תקופת ההחזר הפשוטה מעבר להערכה הרגילה.

הלקח למתקינים בישראל ברור: בחירת מודולים עם מקדם טמפרטורה נמוך והקפדה על אוורור אינברטר מגנים על ההכנסה ועל חיי המערכת. לבעלי בתים אפשר גם להוסיף קירור פסיבי (כמו שכבת גב אחורית משקפת, ריווח גדול יותר בין הפאנלים) או קירור פעיל (מאווררים קטנים) כדי לשמור על טמפרטורת הפאנלים.

---

מבט לעתיד

המחקר באיבריה מזכיר לנו שה‑שינויים בתנאי האקלים הופכים לתופעה מרכזית בתכנון מערכות סולאריות בעולם. עם החמרת גלי החום, צפוי עלייה בטכנולוגיות עמידות לחום, בכלים תחזיתיים מודעים למזג אוויר, ובסטנדרטים קפדניים יותר לתחזוקה. לישראל, אימוץ של גישות אלו כבר היום יעזור לשמור על רווחיות ויציבות של פאנלים סולאריים, גם כשקיץ חם יותר.

---

מקורות

• סיכום המחקר ב‑PV‑Magazine
• מאמר ב‑Emerald
• הסבר על הורדת תפוקת אינברטר ב‑Aforenergy
• מחקר אימות ERA5‑Land ב‑SolarGIS

מקורות וקריאה נוספת

• ניתוח עמידות תחנות PV באיבריה
• מחקר על עמידות תחנות PV בגלי חום באיבריה
• דוח שנתי IEA‑PVPS
• מאמר מדעי על עמידות תחנות PV בגלי חום
• הורדת תפוקת אינברטר – איך למקסם יעילות סולארית