A szaharai porviharok miatt az itthoni napelemek is kevesebb energiát termelhetnek

Egyre többször és egyre nagyobb mennyiségben érik el Magyarországot is a Szaharából induló porviharok. A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont kutatói a Pannon Egyetemmel együttműködve a porviharok napelemes energiatermelésre és az energiatermelés előrejelzésére gyakorolt hatását vizsgálták.

A kutatók szerint a napelemek elterjedése miatt fontos az időjárásfüggő megújuló energiaforrások bizonytalanságával foglalkozni, és a szaharai porviharok alapvetően befolyásolják a termelést és a besugárzási viszonyok területi ingadozásában is nagy szerepük van. A kutatók a 2020-23 közti időszakban azonosított 46 szaharai porvihar alapján fogalmaztak meg tanulságokat. Kiemelik, mivel a légköri porszemcsék közvetlen és közvetett hatással vannak a napenergiával termelt villamosenergiára, a termelés és a fogyasztás folyamatos egyensúlyban tartásához pontos előrejelzések kellenek.

„A legfőbb problémát az okozza, hogy a légköri pornak a teljes sugárzási mérlegben betöltött szerepe előre nehezen számszerűsíthető” – magyarázzák a kutatók. Egy-egy porfelhőben többféle anyagú – például kvarc, kalcit, gipsz, agyagásványok, csillámok – és többféle alakú egyedi ásványi szemcse, valamint aggregátum található, melyek más és más optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A sötétebb színű szemcsék – például hematit, goethit – több sugárzást nyelnek el, lokálisan fűtő hatásúak, míg a világosabbak esetében a hőmérséklet-csökkenést eredményező visszatükrözés (pl. sókristályok) és szórás (pl. kvarc) 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 másik tulajdonsága, hogy légköri tartózkodási idejük viszonylag hosszú, következésképpen a felhő radiatív, azaz a földi sugárzás egyensúlyára gyakorolt hatását hosszabban fejti ki, illetve a csapadék valószínűsége csökken, ami így nem fogja a napelempaneleket lemosni.

A kutatók hangsúlyozzák: a pontos előrejelzések érdekében a számításokba naprakész porterhelési adatokat és megfelelő felhőfizikai összefüggéseket kell beépíteni és a pontosabb előrejelzések mellett a villamosenergia-tárolási kapacitás bővítésére is szükség lesz.

Alapvető probléma, hogy a porviharok során a besugárzás csökken, ez pedig együtt jár az energiatermelés csökkenésével – ennek mértékét nemcsak az ellátásbiztonság miatt, hanem gazdasági okok miatt is fontos lenne ismerni és előrejelezni. 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. Ha a porviharok miatt a besugárzás a vártnál kisebb lesz, kevesebb villamos energiát lehet termelni.

„Egy-egy porvihar hatására a kiesés többszáz megawatt, olykor egy gigawatt is lehet, de nem csupán a por miatt, hanem a porviharos esemény kialakulásához vezető felhőzet miatt is” – magyarázza Varga György, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajztudományi Intézetének kutatója. „Ennek a felhőzetnek a tulajdonságait módosítja a légköri por, még nagyobb kiterjedésű felhőtakarót eredményezve. A menetrendek ezeket jelzik a legrosszabb pontossággal. A legkisebb napelemes termelések a téli hidegpárnás időszakokban fordulnak elő. Ehhez képest a porviharos események besugárzáscsökkentő hatása elmarad, de mégis jelentős. Különösen amiatt okoz a gondot, hogy a jövőben egyre több porviharra van kilátás az éghajlatváltozás következtében.”

Forrás: HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont