朦胧的天空和肮脏的汽车是众所周知的撒哈拉尘埃通过气流传播到欧洲的后果。作为“PerduS”项目的一部分,德国气象局(DWD),卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和meteocontrol目前正在研究尘埃-如大气中的雾霾和沉积在太阳能电池板上-如何影响产量。光伏系统。目的是通过更好地预测灰尘扩散,为光伏系统的输出提供更可靠的预测。
当谈到撒哈拉沙尘暴时,光伏输出不仅通过大气气溶胶含量显着增加10%至20%而且还通过随后几天光伏模块上的灰尘沉积而减少。这些是项目合作伙伴的初步调查结果。通常,“血雨”一词与撒哈拉沙尘混合的雨水混合使用。
KIT的气象学家BernhardVogel博士解释说:“随着撒哈拉沙尘暴的爆发,大气流会在撒哈拉沙漠中长距离地吹起灰尘,甚至远至中欧。”“从长期来看,我们在德国春夏季节每月四天观察到这种情况,有些年份每月最多观察九天。”
根据联邦统计局的数据,2015年德国光伏系统总发电量的6%来自德国所有光伏系统的装机容量约为39千兆瓦,这意味着该系统可以产生峰值输出在无云的日子里超过30千兆瓦。这相当于20多个德国核电厂的产量。到目前为止,产出预测还不能真实地考虑到撒哈拉尘埃的影响,但项目团队认为这对确保电网稳定性是必要的。
联邦经济事务和能源部正在为PerduS研究项目提供资金四年。主要目标是将预测过程中的所有组成部分汇集在一起,这是考虑到撒哈拉沙尘暴爆发以预测光伏输出所必需的。这涉及扩展DWON的数字天气预报模型ICON,与KIT合作改进沙漠尘埃的色散预测。然后,ICON-ART建模系统将用于未来的粉尘爆发以及常用的数值天气预报。这意味着系统将提供有关太阳光的信息,这些信息通过模拟的灰尘分布减少。基于此,预测服务提供商meteocontrol将产生功率预测,并评估新预测系统的技术和经济效益。还将估计沉积的撒哈拉沙尘对光伏系统的预期污染,以及稍后雨水将被雨水冲走多久。
使用ICON-ART建模系统和测量系统
为了扩展ICON建模系统,该系统已于2015年1月在DWD用于日常数值天气预报,KIT气象和气候研究所开发了ART模块(气溶胶和反应痕量气体)。它可以模拟矿物尘埃和海盐等颗粒的分散以及它们与云的相互作用。在过去以及与DWD的合作中,ICON-ART被用于模拟火山爆发后灰分颗粒分散的预测。KIT在PerduS中的主要研究目标是进一步发展撒哈拉源区的粉尘排放描述,并更好地描述尘埃粒子与大气辐射之间的相互作用。
更重要的是,在KITCampusNorth的太阳能存储公园进行了测量,以确定沉积的矿物粉尘对太阳能电池板的污染程度及其对光伏输出的影响。科学家们还利用这些测量结果记录了降水再次清洁太阳能电池板的影响。为实现这一目标,他们使用降水雷达,KIT测量塔,测量液滴尺寸分布和降水量的仪器,以及DWD的气溶胶激光雷达系统。然后,将从这些测量得出的相关过程的描述集成到ICON-ART建模系统中。