Когда дело доходит до вспышек пыли в Сахаре, мощность фотоэлектрической энергии снижается не только из-за значительного увеличения содержания атмосферного аэрозоля на 10-20 процентов, но также из-за осаждения пыли на фотоэлектрических модулях в последующие дни. Таковы результаты предварительных расследований, проведенных партнерами по проекту.
Часто термин «кровавый дождь» используется в сочетании с загрязнением автомобилей сахарной пылью, смешивающейся с дождем.«Из-за вспышек пыли в Сахаре атмосферные потоки переносят пыль, разносимую в Сахаре на очень большие расстояния, даже до Центральной Европы», — поясняет д-р Бернхард Фогель, метеоролог из KIT. «В долгосрочной перспективе мы наблюдаем это четыре дня в месяц весной и летом в Германии, а в некоторые годы до девяти дней в месяц».По данным Федерального статистического управления, в 2015 году шесть процентов от общего объема электроэнергии было произведено фотоэлектрическими системами в Германии.
Установленная мощность всех фотоэлектрических систем составляет около 39 гигаватт по всей Германии, что означает, что системы могут производить пиковую мощность. более 30 гигаватт в безоблачные дни. Это соответствует мощности более 20 немецких атомных электростанций. Пока прогнозы производительности не могут реально учесть влияние сахарной пыли, но команда проекта считает, что это необходимо для обеспечения стабильности энергосистемы.
Федеральное министерство экономики и энергетики финансирует исследовательский проект PerduS в течение четырех лет. Основная цель состоит в том, чтобы объединить все компоненты в процессе прогнозирования, которые необходимы для учета вспышек пыли в Сахаре для прогнозирования фотоэлектрической мощности. Это включает расширение ICON, модели численного прогноза погоды от DWD, с улучшенным прогнозом рассеивания пыли пустыни в сотрудничестве с KIT. Затем система моделирования ICON-ART будет использоваться для будущих вспышек пыли наряду с обычно используемым численным прогнозом погоды.
Это означает, что система предоставит информацию о солнечном свете, который уменьшается за счет моделирования распространения пыли. На основе этого метеоконтроль, предоставляющий услуги прогнозирования, будет составлять прогнозы мощности и оценивать техническую и экономическую выгоду от новой системы прогнозирования.
Ожидаемое загрязнение фотоэлектрических систем осажденной сахарной пылью также будет оценено, и как скоро пыль будет смыта дождем позже.Система моделирования ICON-ART и используемые измерительные системыЧтобы расширить систему моделирования ICON, которая используется в DWD для ежедневного численного прогноза погоды с января 2015 года, Институт метеорологии и климатических исследований в KIT разработал модуль ART (Аэрозоли и реактивные следовые газы).
Это позволяет моделировать распространение частиц, таких как минеральная пыль и морская соль, и их взаимодействие с облаками. В прошлом, а также в сотрудничестве с DWD, ICON-ART использовался в прогнозах для моделирования рассеивания частиц пепла после извержений вулканов.
Основные цели исследования KIT в PerduS заключаются в дальнейшем развитии описания выбросов пыли в районе источника Сахары и в улучшении описания взаимодействия между частицами пыли и атмосферной радиацией.Более того, измерения в парке хранения солнечной энергии в KIT Campus North проводятся для определения уровня загрязнения солнечных панелей отложениями минеральной пыли и ее влияния на фотоэлектрическую мощность. Ученые также используют эти измерения, чтобы снова зафиксировать влияние осадков на очистку солнечных панелей. Для этого они используют радар для измерения осадков, измерительную башню KIT, инструменты для измерения распределения капель по размеру и количества осадков, а также лидарную систему аэрозолей DWD.
Описания соответствующих процессов, полученные на основе этих измерений, затем будут интегрированы в систему моделирования ICON-ART.