Μια ομάδα ερευνητών από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο μελέτησε τον τρόπο με τον οποίο ο καπνός των πυρκαγιών επηρεάζει την παραγωγή ηλιακής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Επικεντρώθηκαν σε δύο βασικούς τύπους ηλιακής ακτινοβολίας που χρησιμοποιούνται στην ηλιακή ενέργεια: την άμεση κανονική ακτινοβολία (DNI) και την παγκόσμια οριζόντια ακτινοβολία (GHI). Η DNI είναι σημαντική για τη συγκεντρωτική ηλιοθερμική ενέργεια (CSP), ενώ η GHI είναι πιο σημαντική για τα φωτοβολταϊκά (PV) συστήματα. Μαζί, αυτά τα μέτρα δείχνουν πώς ο καπνός των πυρκαγιών επηρεάζει τη διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια σε διάφορες περιοχές.
Σύμφωνα με το περιοδικό pv, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από τη βάση δεδομένων ηλιακής ακτινοβολίας του Εθνικού Εργαστηρίου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NSRDB) για τη μέτρηση του DNI και του GHI υπό διαφορετικές συνθήκες ουρανού. Οι τιμές «καθαρού ουρανού» λαμβάνουν υπόψη τον καπνό αλλά όχι τα σύννεφα, ενώ οι τιμές «όλου του ουρανού» περιλαμβάνουν τόσο τον καπνό όσο και τα σύννεφα. Τα δεδομένα αυτά, τα οποία έρχονται σε υψηλή ανάλυση, επέτρεψαν στους ερευνητές να δουν τις επιπτώσεις του καπνού στην ηλιακή ενέργεια σε διάφορα επίπεδα (πολιτειακό, περιφερειακό, εθνικό) και για διάφορες χρονικές περιόδους.
Για να κατανοήσουν τις επιπτώσεις του καπνού των πυρκαγιών, η ομάδα ανέλυσε συγκεκριμένες ημέρες κατά τις οποίες η Καλιφόρνια βίωσε έντονες πυρκαγιές το 2020 και τις συνέκρινε με παρόμοιες ημέρες το 2019, οι οποίες είχαν ελάχιστο ή καθόλου καπνό. Διαπίστωσαν ότι ο καπνός μείωσε σημαντικά την ηλιακή ακτινοβολία. Στις περιοχές που επηρεάστηκαν από τον τοπικό καπνό, ο DNI μειώθηκε κατά 32-42% και ο GHI μειώθηκε κατά 11-17%. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, όπως τα μηνιαία δεδομένα, οι απώλειες ήταν ακόμη μεγαλύτερες – το DNI μειώθηκε έως και 61% και το GHI κατά 25%. Οι επιπτώσεις του καπνού στον DNI συνεχίστηκαν στις περιοχές που βρίσκονταν στα προσήνεμα των πυρκαγιών, αλλά ο μεταφερόμενος καπνός είχε μικρότερο αντίκτυπο στον GHI, κατά μέσο όρο λιγότερο από 5% σε όλη τη χώρα.
Η ομάδα εξέτασε επίσης μια περίοδο 15 ετών (2006-2021) για να δει πώς ο καπνός των πυρκαγιών επηρέασε την ηλιακή ενέργεια με την πάροδο του χρόνου. Διαπίστωσαν ότι ο καπνός μειώνει τους ηλιακούς πόρους κυρίως στις περιοχές που βρίσκονται πιο κοντά στις πυρκαγιές. Ωστόσο, η εθνική επίδραση του καπνού στην ηλιακή ενέργεια ήταν σχετικά μικρή, γεγονός που είναι ενθαρρυντικό για το μέλλον.
Η μελέτη δείχνει ότι ενώ ο καπνός των πυρκαγιών μπορεί να προκαλέσει σημαντικές αλλαγές στη διαθεσιμότητα της ηλιακής ενέργειας σε τοπικό επίπεδο, δεν έχει τεράστιο αντίκτυπο στους πόρους ηλιακής ενέργειας σε εθνικό επίπεδο. Αυτό είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρο επειδή αναπτύσσονται συστήματα αποθήκευσης μπαταριών σε κλίμακα κοινής ωφέλειας για την αποθήκευση της πλεονάζουσας ενέργειας, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση των διακυμάνσεων που προκαλούνται από τον καπνό και άλλους παράγοντες. Η έρευνα αυτή, που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο καπνός των πυρκαγιών επηρεάζει την ηλιακή ενέργεια, ιδίως σε περιοχές που είναι επιρρεπείς σε πυρκαγιές. Βοηθά τους σχεδιαστές και τους εμπειρογνώμονες στον τομέα της ενέργειας να κατανοήσουν καλύτερα πώς να βελτιστοποιήσουν τα συστήματα ηλιακής ενέργειας σε αυτές τις περιοχές.
Διαβάστε ακόμη
