De bosbranden komen steeds vaker voor en zijn verwoestend. Afgezien van de gevolgen voor het milieu en het klimaat wordt er vaak een vraag over het hoofd gezien: hoe beïnvloeden ze ons energiesysteem? Een nieuwe studie, geleid door de Colorado State University, heeft eindelijk de impact van natuurbrandrook op zonnestraling gekwantificeerd, waaruit blijkt dat, hoewel de schade aanzienlijk is voor sommige zonnetechnologieën, fotovoltaïsche zonne-energie beter standhoudt dan je zou denken.
Als het om zonne-energie gaat, zijn er twee basistypen straling: de directe normale straling (DNI)essentieel voor geconcentreerde thermische zonnesystemen (CSP), en de mondiale horizontale straling (GHI)waaruit fotovoltaïsche panelen het grootste deel van hun energie halen. Het onderzoek, gepubliceerd op Natuurcommunicatieanalyseerde satellietgegevens over rook, aërosolen en wolken, waarbij de omstandigheden in 2019 (met lage rookuitstoot) werden vergeleken met die in 2020, een jaar gekenmerkt door recordbranden in Californië en andere regio’s van de Verenigde Staten.
De onderzoekers gebruikten gegevens van Nationale Zonnestraling Database (NSRDB)met een ruimtelijke resolutie van 4 km en een temporele resolutie van 30 minuten, om de impact van roken op staats-, regionaal en nationaal niveau te berekenen. Om onderscheid te maken tussen variaties als gevolg van bewolking of rook, vergeleken ze ‘normale’ dagen met dagen die gekenmerkt werden door zware rook.
De resultaten zijn duidelijk: de rook van natuurbranden vermindert de directe straling (DNI) aanzienlijk – tot 42% op dagelijkse basis en 61% op maandbasis – maar heeft een meer gematigde impact op GHI, die verliezen lijdt tussen 11% en 17% dagelijks en maximaal 25% maandelijks.
Fotovoltaïsche zonne-energie en branden: minder schade dan u denkt
Een bijzonder bemoedigend gegeven betreft het effect van rook gedragen door de windwat landelijk een minimale impact heeft op de GHI, minder dan 5%, zelfs tijdens een extreem natuurbrandjaar als 2020. Dit betekent dat hoewel bosbranden de lokale prestaties van PV-panelen kunnen beïnvloeden, hun grootschalige effect tamelijk beperkt is.
De conclusies van het onderzoek vertegenwoordigen een verademing voor fotovoltaïsche energie: ondanks tijdelijke verliezen in door branden getroffen gebieden houdt het systeem goed stand, vooral dankzij de toenemende verspreiding van energieopslagsystemen. Met deze systemen kan de elektriciteit die wordt geproduceerd tijdens de uren van maximale blootstelling aan de zon worden opgeslagen, waardoor de effecten van oscillaties in de zonnestraling worden verzacht.
Bosbranden zullen vaker voorkomen als gevolg van de klimaatverandering, en de wetenschap dat fotovoltaïsche zonne-energie deze uitdagingen het hoofd kan bieden, is een positieve noot in een vaak sombere context. Wetenschappers waarschuwen echter: we moeten blijven investeren in energieopslag en diversificatie van hernieuwbare bronnen, omdat het klimaat steeds minder voorspelbaar wordt.
De onderzoekers concluderen met een concrete hoop:
De omvang van de GHI-reducties betekent dat de impact van roken op PV op nationale basis beperkt is. Dit is bemoedigend voor de toekomst van hernieuwbare energie in de Verenigde Staten en daarbuiten.
De studie, getiteld “Beschikbaarheid van zonne-energiebronnen onder extreme en historische rookomstandigheden bij bosbranden”werd uitgevoerd in samenwerking met Springfield College en NASA Langley Research Center, waarmee opnieuw wordt aangetoond hoe wetenschap ons kan helpen reageren op mondiale uitdagingen.
