再生能源发电量跟天气息息相关,阴雨天太阳能发电效益自然不好,高压无风天气则是风力发电最讨厌的时刻,因此若要稳定电力供需,势必需要提高气象预测精准度以及时时注意是否有意外状况。
不少现行或尚在规划电力市场中,都需要根据气象即时滚动更新未来一段时间的发电预测,像是日前预测、小时前预测或是每几分钟更新未来 3 小时的预测等,而最近德国卡尔斯鲁尔理工学院(KIT)、德国气象局(DWD)和太阳能服务提供商 Meteocontrol 团队则展开 PermaStrom 计划,着重研究各种气胶(大气气胶,Aerosols)如何影响气象与太阳辐射,如何修改气象预报系统。
气胶就是空气中的微小粒子,再细分为来自天然环境与人类排放的,其中云雾、火山灰、灰尘、微生物就是自然源,人为源则较与空气污染有关,目前已知气胶会影响天气与气候,且微小的悬浮微粒就会造成强烈风暴,小小几颗威力不容小觑。
在过去的实验中,研究人员已经研究来自撒哈拉沙漠的沙尘云带,如何跨越海洋与国家最后影响德国天气,再进一步修改预测以便评估太阳能发电量,但当时专家指出,这项研究只是冰山一角,还有必要加以研究其他类型气胶,像是森林大火造成的烟雾与粉尘,毕竟科学家尚未完全了解云跟气胶的相互作用。
撒哈拉空气层(Saharan Air Layer,SAL)是撒哈拉沙漠在春夏、秋初生成的巨大沙尘带,每年会带着 6,000 万吨的粉尘朝海上与北大西洋、美洲前进,过去 KIT 气象学家 Bernhard Vogel 表示,平均来看,春夏季每月起码会有 4 天受沙尘侵袭,最长有到 9 天。
而夏秋季欧洲也会发生森林大火,不管是漂洋过海来欧洲的沙尘,还是森林火灾造成的黑雾,这些悬浮粒子都会影响天气,若要精准预测太阳能发电量,气象资讯总是愈完善、详细愈好,因此团队想透过气象预报、卫星资料和改良版天气预报 ICON-ART 模型系统,借此得知沙尘带来袭时的云层是否有所不同,这些差异是否又是因为气胶引起。
Meteocontrol GmbH 也正结合电网营运需求,开发全新的预测系统,Meteocontrol GmbH 负责人表示,电网运营商可以采用全新的预测模型以验证研究结果。目前德国经济事务和能源部(BMWi)也已拨出为期 4 年的补助,总额达 250 万欧元,专案已在 2020 年 5 月启动。
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- Tiny particles have outsize impact on storm clouds, precipitation
- An unusually large Saharan dust cloud is moving across the Atlantic. It will reach Carribeans and the southern United States by the end of the week!
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(首图来源:Flickr/NOAA Photo Library CC BY 2.0)