面對越洋而來的沙塵與森林大火,懸浮微粒研究可提高太陽能預測能力

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 24 日 10:06 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


再生能源發電量跟天氣息息相關,陰雨天太陽能發電效益自然不好,高壓無風天氣則是風力發電最討厭的時刻,因此若要穩定電力供需,勢必需要提高氣象預測精準度以及時時注意是否有意外狀況。

不少現行或尚在規劃電力市場中,都需要根據氣象即時滾動更新未來一段時間的發電預測,像是日前預測、小時前預測或是每幾分鐘更新未來 3 小時的預測等,而最近德國卡爾斯魯爾理工學院(KIT)、德國氣象局(DWD)和太陽能服務提供商 Meteocontrol 團隊則展開 PermaStrom 計畫,著重研究各種氣膠(大氣氣膠,Aerosols)如何影響氣象與太陽輻射,如何修改氣象預報系統。

氣膠就是空氣中的微小粒子,再細分為來自天然環境與人類排放的,其中雲霧、火山灰、灰塵、微生物就是自然源,人為源則較與空氣污染有關,目前已知氣膠會影響天氣與氣候,且微小的懸浮微粒就會造成強烈風暴,小小幾顆威力不容小覷。

在過去的實驗中,研究人員已經研究來自撒哈拉沙漠的沙塵雲帶,如何跨越海洋與國家最後影響德國天氣,再進一步修改預測以便評估太陽能發電量,但當時專家指出,這項研究只是冰山一角,還有必要加以研究其他類型氣膠,像是森林大火造成的煙霧與粉塵,畢竟科學家尚未完全了解雲跟氣膠的相互作用。

撒哈拉空氣層(Saharan Air Layer,SAL)是撒哈拉沙漠在春夏、秋初生成的巨大沙塵帶,每年會帶著 6,000 萬噸的粉塵朝海上與北大西洋、美洲前進,過去 KIT 氣象學家 Bernhard Vogel 表示,平均來看,春夏季每月起碼會有 4 天受沙塵侵襲,最長有到 9 天。

而夏秋季歐洲也會發生森林大火,不管是漂洋過海來歐洲的沙塵,還是森林火災造成的黑霧,這些懸浮粒子都會影響天氣,若要精準預測太陽能發電量,氣象資訊總是愈完善、詳細愈好,因此團隊想透過氣象預報、衛星資料和改良版天氣預報 ICON-ART 模型系統,藉此得知沙塵帶來襲時的雲層是否有所不同,這些差異是否又是因為氣膠引起。

Meteocontrol GmbH 也正結合電網營運需求,開發全新的預測系統,Meteocontrol GmbH 負責人表示,電網運營商可以採用全新的預測模型以驗證研究結果。目前德國經濟事務和能源部(BMWi)也已撥出為期 4 年的補助,總額達 250 萬歐元,專案已在 2020 年 5 月啟動。

(首圖來源:Flickr/NOAA Photo Library CC BY 2.0)