撒哈拉沙漠的尘埃阻挡阳光并扰乱预测模型 威胁欧洲的太阳能计划

随着欧洲大力推行清洁能源解决方案，一个意想不到的挑战正在削弱太阳能的潜力：撒哈拉沙尘。新的研究表明，这些空气中的颗粒不仅会降低太阳能电池板的发电量，还会使整个欧洲大陆的能源预测变得复杂。

在题为《风之影：欧洲尘土飞扬的天空下的光伏发电》的演讲中，György Varga 博士和来自匈牙利及欧洲机构的研究团队概述了空气中的尘埃如何干扰光伏系统的性能并使现有的预测工具复杂化。他们的结论基于 2019 年至 2023 年间记录的 46 多次撒哈拉沙尘事件的观测数据，这些事件涵盖中欧（匈牙利）和南欧（葡萄牙、西班牙、法国、意大利和希腊）。

每年，撒哈拉沙漠都会向大气中排放数十亿吨细尘，其中数千万吨最终飘落到欧洲上空。这些悬浮在空气中的颗粒物会散射和吸收阳光，干扰阳光，减少到达地面的太阳辐射量，在某些情况下还会促进云层的形成——所有这些因素都会降低光伏 (PV) 的效率。

研究小组发现，依赖于固定气溶胶气候学的标准预测系统往往无法准确预测这些沙尘事件期间的状况。为了解决这个问题，他们建议在预测模型中加入近实时的沙尘水平数据，并考虑气溶胶与云之间的相互作用。这种方法可以提高太阳能规划的可靠性，并有助于控制大气沙尘引起的波动。

瓦尔加说：“我们越来越需要能够同时考虑气象和矿物因素的动态预测方法。如果没有它们，随着太阳能成为我们能源结构中更重要的组成部分，性能不佳和电网不稳定的风险只会增加。”

除了大气效应外，该团队还指出了灰尘对太阳能电池板物理基础设施的长期影响，包括污染和侵蚀，这些因素可能会进一步降低效率并增加维护成本。这项研究有助于匈牙利和欧盟持续努力提高气候适应能力和可再生能源管理。

关键要点：

（1）大气颗粒物对光伏发电和发电量预测的影响都很大。由于热力梯度较大，这种影响在经向（南北）尘埃输送中可能更为明显，因为热力梯度会通过暖空气平流和细颗粒物质量增加来强化云的形成过程。

（2）如果没有气溶胶-云耦合，仅使用粗分辨率气溶胶气候学数据无法准确预测光伏产量。因此，计算时应整合最新的尘埃负荷数据和相关的云物理关系。

（3）人们对大气尘埃的数量、其输送动力学以及尘埃的矿物学和物理特性（例如颗粒大小和形状）尚不十分了解。这些因素对云的形成过程有着不同的影响，需要进一步研究才能更好地理解。

(4) 由于气候变化及其气候系统固有的易变性，预测是在水文气象和大气条件波动的情况下进行的，这本身就带有不确定性。随着光伏装机容量的增加，这些误差预计会变得更加显著，因此，管理这些误差需要扩大电力存储容量，同时提高预测的准确性。