熱波によりイベリア半島の太陽光発電所で時間当たり最大90％の損失が発生することが研究で判明

ポルトガルのエヴォラ大学の科学者らは、2024年から2025年の間に記録された4回の猛暑期間におけるスペインとポルトガルの3つの太陽光発電所のパフォーマンスを分析した。彼らは、熱波が1日の最も暑い時間帯に集中して大幅な収量損失を引き起こす可能性があることを発見し、同時に太陽光発電エネルギー生産を予測するために使用される従来の方法の限界も明らかにした。

高温により結晶シリコンモジュールの効率は 25℃を超えると 1 ℃ごとに約 0.3% ～ 0.5% 低下します。熱波時にはモジュール温度が 70℃ を超える可能性があり、封止材、ケーブル、その他のコンポーネントの劣化が加速すると同時に、インバータの熱ディレーティングも引き起こされます。

「イベリア熱波下での太陽光発電所の回復力の分析」という研究で、気候変動戦略と管理の国際ジャーナル研究者らは、ポルトガルのゼブロ発電所（37.06kW）、スペインのサラゴサのアリザ発電所（15kW）、同じくサラゴサのアミビル発電所（64.5kW）の3つの太陽光発電所の時間当たりの生産データを分析したと説明した。

研究者らは生産データを、アミビル工場に隣接して設置された気象観測所を使用して検証されたERA5-Land再解析データセットからの気象情報と比較した。この比較では、気温の相関係数が最大 0.95、全球水平放射照度 (GHI) の相関係数が 0.98 という強い一致が示され、ERA5-Land が分析に適していることが確認されました。

研究チームは、スペインのAEMETとポルトガルのIPMA気象機関によって公式に特定された4つの熱波を調査した。そのうちの2つはスペイン（2024年7～8月と2025年6月）、2つはポルトガル（2024年8月と2025年5～6月）だった。研究者らは、最高気温に加えて、35℃（DH35）を超える累積時間を使用して熱波の強さを評価した。

2024 年のイベントは最も深刻であることが判明し、最高気温はポルトガルで 39.4 ℃、スペインで 38.9 ℃に達しました。

結果は、モジュールとインバーターの温度が最も高くなる時期と一致して、歩留まりの損失が限られた時間に集中していることを示しました。時間当たりのパフォーマンス比（PR）の最大低下は、2024 年のスペインの熱波中にアミビル工場で 90.4% に達しましたが、1 日当たりの損失が最も大きかったのはゼブロ工場で、2025 年のポルトガルの熱波中に生産量が 17.6% 減少しました。

しかし研究者らは、熱応力が低下すると、太陽光発電の性能は通常同日または翌日に回復すると指摘した。

この研究では、損失は熱波の全体的な持続時間によるものではなく、主に動作温度の上昇とインバータの熱ディレーティングによるものであると考えています。公式に分類された熱波期間以外の短期間の極端な気温も、同様の生産量の減少を引き起こすことが判明した。

研究の重要な部分には、典型気象年 (TMY) データに基づく PVsyst シミュレーションと、実際の ERA5-Land 気象入力を使用したシミュレーションの比較が含まれていました。著者らは、TMY データセットのみに依存すると、猛暑時の太陽光発電量を体系的に過大評価する可能性があることを発見しました。

この差を測定するために、研究者らは、TMY データを使用して予測されたエネルギーと実際に生産された電力の間のギャップとして定義される未供給エネルギー (ENS) を計算しました。最大の差異は、ポルトガルの第 2 回熱波の際にゼブロ工場で観察されましたが、相対的に最も大きな差異は、2025 年のスペインの熱波の際にアリーザで発生しました。

研究者らによると、これらの発見は、典型的な気象年では、太陽光発電の性能に対する異常気象の増大する影響を十分に捉えていないことを示しているという。

著者らは、欧州の太陽光発電部門の課題は年間発電量の最大化から、猛暑時の繰り返しの生産損失に対する太陽光発電設備の回復力の向上へとますます移行しつつあると結論付けている。