澳大利亚的可再生能源转型正在顺利进行，但由于气候变化，太阳能可靠性即将发生变化，这可能会影响发电能力和电网的管理。
新南威尔士大学悉尼分校的研究人员进行的建模预测了气候变暖下澳大利亚不同地区太阳能可用性的变化。该研究结果发表在《太阳能》杂志上，对澳大利亚未来的太阳能基础设施发展具有重要意义，包括世界上最大的太阳能基础设施能源网络。
澳大利亚是一个突出的太阳能热点，有几个著名的大型并网太阳能发电系统或太阳能光伏电站正在运行或开发中。然而，太阳能发电对天气变化的敏感性可能会限制其提供持续可靠的能源供应的能力。
由于云层覆盖、季节周期和位置等因素造成的太阳能发电的内在可变性，通过适当的预测、电力储存和负荷控制，管理电网的稳定性是可能的，所有这些因素都会受到未来变暖的影响。但是，如果不加以管理，它可能会导致电力短缺，从而导致停电甚至完全停电。
该研究的主要作者、光伏和可再生能源工程学院的博士后研究员舒克拉·波达尔说:“随着澳大利亚对大规模太阳能的依赖日益增加，对太阳能可用性的未来变化进行建模对于保持稳定的发电至关重要。”“随着气候变暖，管理这些天气引起的电力波动将是一个越来越大的挑战，所以我们需要建模来帮助更好地预测和准备这些变化的动态。”
在这项研究中，研究人员使用区域气候模型模拟来绘制高排放情景下澳大利亚太阳能资源分布和可变性的变化图——澳大利亚目前正在跟踪的气候轨迹。
他们发现，到2099年，东澳大利亚地区的太阳能可靠性可能会提高。特别是，预计太阳能资源密度或辐照度将略有增加，间歇期或间歇期(由于不利天气导致发电不足)将减少，每年的晴空天数将增加。
研究结果还表明，同期西澳大利亚的太阳能可靠性将下降，可用性略有下降，而间歇期也可能增加。时段长度——太阳能发电非常可行的连续时段——预计也会下降，晴空天数也会减少。
波达尔说:“我们的研究表明，未来东澳大利亚的太阳能资源可用性和集时长将会增加，这表明未来能源输出更稳定、更可靠的可能性。”“预计该地区未来间歇性和阴天的间歇和频率将减少，这突显了未来间歇性的减少。”
“相反，西澳大利亚州的一些地区可能会遇到越来越多的间歇性问题，这是澳大利亚未来能源系统的一个关键挑战，他们可能需要更多地依赖储能解决方案来确保未来电网的稳定性。”
作为研究的一部分，研究人员还完成了对澳大利亚SunCable和新英格兰太阳能农场的未来太阳能资源评估。
SunCable正在北领地开发世界上最大的太阳能发电场，将为国内和国际市场提供可再生能源。澳大利亚第二大的新英格兰太阳能发电场也在建设中，一旦建成，将为新南威尔士州提供大量电力。
他们发现，新英格兰太阳能发电场在未来将有有利的条件来产生最佳的光伏发电，有更多的晴天和长期发电能力的预期净增长。然而，研究结果表明，未来SunCable太阳能农场可能会遇到间歇性问题的增加，这表明需要更多的储能系统和太阳能资源预测。
“了解未来太阳能发电的可靠性可以为这些大型太阳能光伏电站的设计提供信息——他们应该在哪里扩大开发，在哪里可能需要在存储技术上投入更多资金，”该研究的合著者、光伏和可再生能源工程学院讲师Merlinde Kay副教授说。
研究人员表示，需要进一步的研究来确定如何在澳大利亚与其他可再生能源补充太阳能光伏发电，特别是在更多极端天气可能发生的情况下。
Kay说:“下一步将是进行一项关于风能如何在未来更温暖的气候中补充太阳能的协同研究，因为我们知道混合系统可以在太阳不发光或风不吹的时候产生持续的能源供应。”
“我们还需要研究破坏性极端事件，如森林大火，将如何影响可再生能源发电和未来的电网运行，因为它们的频率和强度可能会增加。”
更多资料:Shukla Poddar等，澳大利亚未来变暖气候下太阳能资源间歇性和可靠性的变化，solar Energy(2023)。DOI: 10.1016/j.solener.2023.112039期刊信息:太阳能
由新南威尔士大学提供
引用:气候变暖可能会影响太阳能发电场的可靠性，建模研究显示(2023,10月18日)
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