Солнечная энергия: жара убивает до 90 %

Жаркие волны могут сократить до 90 % часовой выработки солнечной энергии в Иберийских ФВ‑установках

Исследователи из Университета Эвора (Португалия) зафиксировали резкое, краткосрочное падение эффективности фотогальванических (ФВ) систем во время экстремальной жары на Иберийском полуострове. В самой плохой зафиксированной часовой отметке – на станции Амибил в Сарагосе во время испанской жары 2024 года – коэффициент производительности (PR) упал на 90,4 %, то есть установка произвела лишь около одной десятой от ожидаемой мощности. Аналогичные падения наблюдались на двух других площадках, а суточные потери достигали 17,6 % на станции Зебро в Португалии во время жары 2025 года. Самые большие потери приходятся на самые жаркие часы, когда температура модулей превышает 70 °C, а инверторы начинают термически дерейтировать.

---

Почему экстремальная жара вредна солнечным панелям и инверторам

Солнечные модули теряют эффективность с ростом температуры: каждый градус Цельсия выше 25 °C снижает выход кристаллического кремния на 0,3 %–0,5 %. При высокой наружной температуре поверхность панелей может достигать более 70 °C, вызывая резкое падение эффективности, зафиксированное в исследовании. Инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный, имеют встроенную тепловую защиту, которая уменьшает их выход при повышении внутренней температуры – это явление называется термическим дерейтингом.

Исследователи связали падение PR с нагревом модулей и дерейтингом инверторов, а не с общей продолжительностью жаркой волны. Кратковременные всплески экстремальной температуры – даже вне официально определённых периодов жары – приводили к аналогичным сокращениям выработки, подчёркивая, что важен пик температуры, а не её длительность.

---

Как измеряли потери

Команда проанализировала почасовые данные о выработке трёх небольших ФВ‑установок – Зебро (37,06 kW, Португалия), Ариза (15 kW, Сарагоса, Испания) и Амибил (64,5 kW, Сарагоса) – в рамках четырёх жарких волн за 2024‑2025 годы. Производственные данные сопоставлялись с метеорологической информацией из набора ERA5‑Land, проверенного на станции рядом с Амибил. Коэффициенты корреляции достигли 0,95 для температуры воздуха и 0,98 для глобальной горизонтальной радиации (GHI), подтверждая надёжность ERA5‑Land.

Для оценки ошибки прогноза исследователи сравнили фактическую выработку с моделями PV‑syst, использующими традиционные данные Typical Meteorological Year (TMY). Разрыв – названный Energy Not Served (ENS) – был максимален во второй португальской жаркой волне на Зебро и относительно предсказаний TMY в Ариза во время испанской волны 2025 года. Это показывает, что модели на основе TMY могут значительно переоценивать генерацию в условиях экстремального тепла, поскольку они сглаживают короткие, но интенсивные температурные пики.

---

Что результаты значат для европейского солнечного сектора

Авторы считают, что отрасли следует переключить внимание с максимизации годовой выработки энергии на повышение устойчивости к часовым потерям. По мере того как изменение климата усиливает частоту и интенсивность жарких волн в Южной Европе, операторам понадобится:

1. Выбирать солнечные модули с низким температурным коэффициентом, чтобы они лучше выдерживали высокие температуры.
2. Оптимизировать охлаждение инверторов и их размещение, минимизируя термический дерейтинг – например, обеспечивая достаточный поток воздуха и тень от прямого солнца, как описано в техническом руководстве по термическому дерейтингу инверторов.
3. Внедрять высокоразрешённые метеоданные (например, ERA5‑Land) в прогнозы производительности и планирование эксплуатации, а не полагаться только на наборы TMY.

Эти меры могут снизить риск внезапных падений выработки, угрожающих стабильности сети, особенно в часы пик‑потребления в летние полдни.

---

Что это значит для Израиля

Израильский рынок солнечной энергии сталкивается с аналогичной климатической проблемой: летом температура часто превышает 35 °C, а на крышах панельные температуры могут подниматься выше 70 °C в солнечные дни. При типичном израильском тарифе 0,48 ₪/kWh и домашней солнечной системе 10 kWp (выдающей около 17 000 kWh/год в центральном регионе) потеря 10 % в час заметно уменьшит доход за этот час и может увеличить простой срок окупаемости по сравнению с обычными расчётами.

Для израильских установщиков урок ясен: выбор модулей с низким температурным коэффициентом и обеспечение надлежащей вентиляции инвертора защищают как доход, так и срок службы системы. Владельцы домов могут дополнительно уменьшать тепловой эффект, используя пассивное охлаждение (отражающая задняя пленка, больший зазор между панелями) или активное охлаждение (небольшие вентиляторы) для снижения температуры панелей.

---

Взгляд в будущее

Исследование Иберии напоминает, что климатически‑обусловленная волатильность производительности становится ключевым фактором проектирования солнечных систем по всему миру. По мере усиления жарких волн отрасль, скорее всего, увидит рост температуроустойчивых технологий, более продвинутых инструментов прогнозирования с учётом погоды и ужесточение стандартов эксплуатации и обслуживания. Для Израиля раннее внедрение этих практик поможет сохранить прибыльность и надёжность крышных солнечных систем, даже когда летняя жара будет расти.

---

Источники

• Исходное резюме исследования от PV‑Magazine
• Подробная статья в International Journal of Climate Change Strategies and Management (Emerald)
• Технические сведения о термическом дерейтинге инверторов от Aforenergy
• Исследование валидации ERA5‑Land (SolarGIS)

Дополнительные материалы

• Анализ устойчивости фотогальванических электростанций в условиях Иберийских жар
• Analysis of photovoltaic power plant resilience under Iberian heatwaves | International Journal of Climate Change Strategies and Management | Emerald Publishing
• ANNUAL REPORT - IEA-PVPS
• Analysis of photovoltaic power plant resilience under Iberian heatwaves...
• Inverter Thermal Derating: Maximize Solar Efficiency & Output - Aforenergy