Saharastaub ist klein, aber nicht unbedeutend: Ein aktueller Bericht zeigt, dass der feine rote Staub nicht nur die Effizienz europäischer Solaranlagen senkt, sondern auch den Wetterbericht sprichwörtlich „benebelt“ – und so die Stromerzeugung unberechenbar macht.
Während Europa mit seiner Klimapolitik zunehmend auf Solarenergie setzt, erschwert ein atmosphärisches Phänomen den Weg dahin: Saharastaub. Er hat einen negativen Einfluss auf Solaranlagen und ihre Stromerzeugung. Staubablagerungen sind jedoch nicht das einzige Problem. Dies geht aus einem Bericht von Dr. György Varga und seinem internationalen Forschungsteam hervor, der kürzlich auf der diesjährigen Generalversammlung der European Geosciences Union (kurz EGU) vorgestellt wurde.
Varga und sein Team fanden heraus, dass der feine rote Staub die Leistung von Photovoltaikanlagen auf vielfältige Weise stört oder reduziert: Einerseits verringert der mit dem Wind von Nordafrika kommende Staub die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen in ganz Europa. Andererseits funktionieren bestehende Vorhersagemodelle scheinbar nicht so akkurat wie gewünscht, so die neuen Forschungsergebnisse. Letzteres könnte wortwörtlich Sand im Getriebe der Energiewende sein.
Getrübte Aussicht durch Saharastaub
In ihrer Arbeit analysierte Varga und seine Kollegen die Felddaten von mehr als 46 Saharastaubereignissen zwischen 2019 und 2023. Diese Vorkommnisse erstreckten sich mit Ungarn sowohl auf Mitteleuropa als auch auf Südeuropa mit Portugal, Spanien, Frankreich, Italien und Griechenland. Doch wie können kleine Körner einen solchen Missstand verursachen?
Die Sahara setzt jedes Jahr Milliarden von Tonnen Feinstaub in die Atmosphäre frei. Mehrere Dutzend Millionen Tonnen davon erreichen schließlich durch Winde den europäischen Luftraum.
Diese Partikel streuen und absorbieren das Sonnenlicht, verringern die Bestrahlungsstärke an der Oberfläche und können sogar die Wolkenbildung begünstigen – alles Faktoren, die Stromerzeugung verringern. Nicht zu vergessen, dass eine Staubschicht auf Solarmodulen die Erzeugung ebenfalls erheblich beeinträchtigt und eine regelmäßige Reinigung erfordert.
Windige Vorhersagen
Die Forscher fanden zudem heraus, dass herkömmliche Prognoseinstrumente, dies sogenannte statische Aerosol-Klimatologien verwenden, bei diesen Ereignissen häufig ins Leere laufen. Mit anderen Worten, sie können nicht vorhersagen, wann wo wie viel Staub in der Luft ist. Das ist ein Problem, weil sich, physikalisch bedingt, Stromerzeugung und -verbrauch immer in Waage befinden müssen. Tun sie es nicht, weicht die Netzfrequenz vom Sollwert ab und es kann zu Störungen bis hin zum Stromausfall kommen.
Erschwerend kommt hinzu, dass Solaranlagen selbst nicht zur Stabilisierung der Netzfrequenz und des Stromnetzes beitragen können und so andere Stromerzeuger diese Funktion übernehmen müssen. Somit sind deren Betreiber auf zumindest halbwegs zuverlässige Vorhersagen der Solarstromerzeugung angewiesen – jene Prognosen, die derzeit kaum möglich sind.
„Instabilität wird zunehmen“
Um diesen Missstand zu beheben, empfiehlt das Team um Varga, Daten zur Staubbelastung und zur Aerosol-Wolken-Kopplung in Echtzeit in die Vorhersagemodelle zu integrieren. Dies würde eine zuverlässigere Planung der Sonnenenergie und eine bessere Vorbereitung auf die durch atmosphärischen Staub verursachten Schwankungen ermöglichen.
„Es besteht ein wachsender Bedarf an dynamischen Vorhersagemethoden, die sowohl meteorologische als auch mineralogische Faktoren berücksichtigen“, sagt Varga. „Ohne sie wird das Risiko einer unzureichenden Leistung und einer Instabilität des Netzes nur zunehmen, wenn die Solarenergie einen größeren Anteil an unserem Energiemix einnimmt.“
Neben den atmosphärischen Effekten weist das Team auch auf die langfristigen Auswirkungen von Saharastaub auf die physische Infrastruktur von Solarmodulen hin – einschließlich der Verschmutzung und Erosion. Diese Faktoren können zu hohen Kosten führen und die Effizienz weiter verringern.
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