Als die „globale Erwärmung“ in „Klimawandel“ umbenannt wurde, wurde uns gesagt, dass wir mit allen möglichen „beispiellosen“ Extremen rechnen müssen. Das heißt, es besteht sogar die Möglichkeit eines ruhigeren Wetters (mit beispielsloser Windstille), was für unsere windgetriebene Zukunft nicht gut ist.

Gleichermaßen wird uns jetzt gesagt, dass wir einen stärker bewölkten Himmel erwarten können, zweifelfrei auch beispielslos.

Wenn unsere Tage tatsächlich wolkiger werden und / oder es mehr davon gibt, wird der gelegentliche Beitrag von Solar zu unserem täglichen Strombedarf auf ein dürftiges Rinnsal sinken.

Was für eine köstliche Ironie wird es sein, wenn ein sich änderndes Wetter, Knüppel in unseren „unvermeidlichen Übergang“ wirft und die wind- und sonnengetriebene Zukunft zum Erliegen bringt.

Der Klimawandel macht die Solarenergie weniger zuverlässig, da die sonnigsten Teile der Welt wolkiger werden.

The Telegraph, Olivia Rudgard
8. Oktober 8, 2020

Der Klimawandel könnte die Energie aus Sonnenkollektoren weniger zuverlässig machen, da er die Wolkendecke in den sonnigsten Teilen der Welt erhöht, warnen Forscher.

Während Solarenergie in einigen Gebieten davon profitieren wird, werden höhere Temperaturen, Luftfeuchtigkeit und Luftverschmutzung die Zuverlässigkeit der Sonnenlichtstärke in Gebieten wie dem Nahen Osten verringern, dort  in den Ländern, die stark in diese Technologie investiert haben.

Forscher der University of Princeton untersuchten Klimamodelle und kamen zu dem Schluss, dass diese Region besonders anfällig für Entwicklungen sind, die zu bewölkteren Tagen führen könnten.

Nature Communications:  Volume 11, Artikelnummer:  4781 (2020

Impacts of solar intermittency on future photovoltaic reliability
Jun Yin, Annalisa Molini & Amilcare Porporato

(Auswirkungen der solaren Unterbrechung auf die zukünftige Zuverlässigkeit der Photovoltaik)

Einführung

Die zunehmende Nutzung von Sonnenenergie wird allgemein als einer der effektivsten Ansätze zur Reduzierung der CO 2 -Emissionen angesehen, doch die kurzfristige intermittierende Natur schränkt ihre Zuverlässigkeit eindeutig ein. Während dieses Problem teilweise durch Energiespeicherung, geografische Streuung, Laststeuerung und Strahlungsvorhersage gelöst werden kann, hat  es  immer noch erhebliche Auswirkungen auf die Netzintegration von Solarenergie. Zum Beispiel wurden Photovoltaik-Kraftwerke im Nordwesten Chinas (Kapazität von 43,87 GW im Jahr 2019, 1/3 von Chinas Gesamtleistung) wegen [kostenverursachender] Bereitstellung von [nur] intermittierender Energie für das Northwest Grid mit Bußgeldern in Höhe von 28 Millionen US-Dollar im Jahr 2017, 42 Millionen US-Dollar im Jahr 2018 und 28 Mio. USD für das erste Halbjahr 2019 bestraft, während Kohle- und Wasserkraftwerke für ihre konstanten und sogar planbaren Stromlieferungen belohnt wurden . In ähnlicher Weise stützt sich zum Beispiel die Insel Kauai auf Hawaii, einem Weltpionier bei der Nutzung erneuerbarer Energien, derzeit auf Dieselgeneratoren an den bewölkten Tagen.

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In Dubai, das Millionen in Solarenergie investiert hat, einschließlich des Baus eines riesigen Solarparks und des höchsten Solarturms der Welt, nehmen die wechselnden Wettermuster mit acht Prozent zu. Was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Solarmodule ihre geplante Lieferfähigkeit  nicht erfüllen.

Höhere Temperaturen führen zu größeren Wetterturbulenzen und halten mehr Feuchtigkeit, was eine Bewölkung wahrscheinlicher macht.

Hitze führt zu trockeneren Böden, was mehr Staub verursacht und auch das Sonnenlicht blockieren kann. Das Land plant, bis 2050 75 Prozent seines Stroms aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen, von denen 25 Prozent aus Solarenergie stammen sollen.

Co-Autor Amilcare Porporato von der Princeton University sagte: „In Bezug auf Solarenergie sind semiaride Orte [trockenes Klima mit Jahresniederschlägen zwischen 25 cm und 50 cm, in dem spärlicher Pflanzenwuchs möglich ist], wie Studenten, die fast jeden Tag eine „A“ [ausgezeichnet] Note erhalten.

 Jetzt stört der Klimawandel sowohl die übliche Dynamik der Atmosphäre als auch die Regelmäßigkeit der Sonnenstrahlung, die die Oberfläche des Planeten erreicht. Wir haben versucht zu quantifizieren, wie oft diese „A’s“ ein Ergebnis von „B’s“ oder sogar „C’s“ werden könnten. “

Ein ähnlicher Wintertrend ist in einem Teil des Nahen Ostens, Südasiens, Nordostens, Zentral- und Westafrikas zu beobachten.

Im Sommer ist dies jedoch eine bessere Nachricht für das europäische Festland, da durch den Klimawandel die Wahrscheinlichkeit [der Wolkenbildung] um bis zu vier Prozent abnimmt. Südostengland sieht ebenfalls einen positiven Sommereffekt, obwohl dieser weniger stark ist.

Wissenschaftler sagten, die Ergebnisse zeigten, dass mehr Subventionen erforderlich sind, um effiziente Energiespeicher und Technologien zu entwickeln, mit denen Solarenergie schrittweise in das Netz eingespeist werden kann.

Die in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlichte Studie untersucht erstmals, die möglichen Auswirkungen eines Klimawandels auf die tägliche Zuverlässigkeit der Solartechnologie.

Heißere und trockenere Bedingungen in einigen Teilen der Welt schaffen auch Bedingungen, in denen außer Kontrolle geratene Waldbrände wahrscheinlicher sind, da Rauch das Sonnenlicht blockiert und die Sonnenenergie behindert.

Als in den ersten beiden Septemberwochen in ganz Kalifornien Brände wüteten, ging die Solarenergie gegenüber dem Durchschnitt im Juli um 30 Prozent zurück und lag trotz Kapazitätserhöhung 13,4 Prozent unter dem Vorjahreswert.

„Diese Auswirkungen reduzieren die Menge an Sonnenlicht, die Sonnenkollektoren erreicht und verringert die solarbetriebene Stromerzeugung“, schrieb die US Energy Information Administration in einem Bericht im letzten Monat.

Die schwankende Stromlieferung von Solaranlagen ist seit langem eine Herausforderung für Wissenschaftler, die versuchen, sie in bestehende Stromnetze zu integrieren.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kohle- oder Kernkraftwerken kann Solarenergie nicht für einen langfristigen Betrieb und als eine zuverlässige Stromquelle genutzt werden. Eine besondere Herausforderung besteht darin, dass die Stromnachfrage abends – wenn keine Solarenergie mehr verfügbar ist, tendenziell ihren Höhepunkt erreicht.

Die zur Lösung dieses Problems entwickelten Technologien  zur Energiespeicherung sind mit sinkenden Preisen immer beliebter geworden, trotzdem es immer noch Probleme mit Kosten, Kapazität und der relativ kurzen Lebensdauer von Batterien gibt.

The Telegraph

https://stopthesethings.com/2020/11/18/irony-alert-cloudier-climate-leaves-weather-worriers-panicking-about-future-for-solar-power/

Übersetzt durch Andreas Demmig

Bei der Nutzung von Kohle, Öl und Gas wird aber zusätzliches CO₂ erzeugt. Und deshalb wird befürchtet, der vom Menschen verursachte CO₂-Ausstoß würde schließlich zu einer globalen Klimakatastrophe führen.

Diese Auffassung ist grundlegend falsch.

Die Temperaturgenese auf unserer Erde ist allein von der Sonneneinstrahlung abhängig. Die Sonne scheint aber nur am Tage und niemals in der Nacht. Und je höher die Sonne mittags am Himmel steht, umso höher ist üblicherweise auch die örtliche Temperatur. Gerade deshalb fahren ja so viele Menschen aus dem Norden in ihrem Urlaub in den Süden.

Stellen wir uns einmal ein Haus im tiefsten Winter vor. Dann messen wir von außen die Abstrahlungstemperatur dieses Hauses mit minus 18 Grad Celsius und behaupten, das wäre auch die Innentemperatur dieses Hauses.

• Das entspricht dem üblichen Ansatz für die theoretische Temperatur unserer Erde

Dieses Haus hat aber eine Heizung, und die läuft auf vollen Touren. Die Vorlauftemperatur wird vom Wirkungsgrad der Heizung bestimmt. Dieser Wirkungsgrad entspricht demjenigen Anteil am Brennstoff, der tatsächlich in Wärme umgewandelt wird. Die erzeugte Vorlauftemperatur wird dann durch Rohrleitungen und offene Türen im ganzen Haus verteilt.

• Das entspricht dem hemisphärischen Temperaturansatz für die Tagseite der Erde

Und weil wir die Einstellung der Heizung nicht kennen, müssen wir die tatsächliche Temperatur im Haus selber nachmessen.

• Und das entspricht dann der gemessenen globale Durchschnittstemperatur der Erde

Die theoretisch berechnete Temperatur unserer Erde beträgt etwa minus 18 Grad Celsius. Die gemessene Durchschnittstemperatur der Erde liegt dagegen bei etwa plus 15 Grad Celsius. Die Differenz von etwa 33 Grad Celsius zwischen diesen beiden Temperaturen wird als „natürlicher“ Treibhauseffekt unserer Atmosphäre bezeichnet, der sich angeblich ständig aus sich selbst heraus erzeugt.
Wir betrachten bei dieser Rechnung aber nicht die Realität auf unserer Erde, sondern lediglich eine ferne Abstraktion. Mit in dieser Betrachtung bewegen wir uns nämlich ganz weit weg von der Erde und tun rückblickend einfach einmal so, als sei die Erde ein selbst leuchtender Stern wie unsere Sonne. Und wenn ein solcher Himmelskörper auf seiner gesamten Oberfläche genau so viel Leistung abstrahlt, wie die Erde auf ihrer Tagseite von der Sonne erhält, dann hätte er tatsächlich eine rechnerische Temperatur von minus 18 °Celsius.

Irgendetwas an dieser Betrachtung stimmt also nicht, denn wir stellen damit die gemessene Durchschnittstemperatur auf unserer Erde von plus 15 Grad Celsius einer imaginären Abstrahlungstemperatur von minus 18 Grad Celsius gegenüber und postulieren daraus dann einfach einen selbstaufheizenden Effekt von 33 Grad Celsius.

Stellen wir uns einmal vor, dass wir bei minus 18 Grad Außentemperatur in ein ungeheiztes Haus kommen. Wenn wir dort dann eine selbstgemachte Innentemperatur von plus 15 Grad erwarten, dann liegen wir damit völlig falsch.

Tatsächlich müssen wir in einem ungeheizten Haus nämlich zunächst einmal die Heizung voll anstellen. Erst dann steigt die Innentemperatur, und das zunächst auch nur ganz langsam. Denn das ganze Haus muss ja zunächst einmal aufgeheizt werden. Und erst, wenn die am Thermostat eingestellte Temperatur im ganzen Haus erreicht ist, würde die Heizung die Wärmezufuhr schließlich wieder drosseln und die Temperatur konstant halten.
Denn dann müssen nur noch die Wärmeverluste ersetzt werden. Und genau diese Wärmeverluste spiegeln uns dann eine Abstrahlungstemperatur von minus 18 Grad Celsius vor.

Wie wir jeden Tag erleben können, erhält unsere Erde nur auf ihrer Tagseite Sonnenlicht. Die temperaturwirksame Strahlungsmenge wird dabei von der Rückstrahlfähigkeit der Erde bestimmt, die man Albedo nennt. Unsere Erde reflektiert 30 Prozent der einfallenden Sonneneinstrahlung unbenutzt in den Weltraum zurück, sodass der Wirkungsgrad unserer Solarheizung 70 Prozent beträgt.
Am Äquator zwischen den Wendekreisen, wo die Sonneneinstrahlung am stärksten ist, werden Atmosphäre und Ozeane ständig aufgeheizt, und zwar mit einer Strahlungstemperatur von bis zu plus 85 Grad Celsius. Von dort aus wird die Wärme mit den globalen Windsystemen und Meeresströmungen abgeführt und zu den kalten Polkappen verfrachtet. Das ist die kombinierte Warmluft- und Warmwasserheizung unserer Erde.
Unsere Erde besitzt gegenwärtig eine ziemlich konstante Durchschnittstemperatur. Bei dieser konstanten Durchschnittstemperatur von plus 15 Grad verliert sie über ihre gesamte Oberfläche also ständig genau so viel an Strahlung, wie sie gleichzeitig von ihrer Solarheizung geliefert bekommt. Und wie wir schon gesehen haben, ist diese Abstrahlungstemperatur dann viel niedriger als die tatsächlich auf der Erde gemessene Temperatur, also ganz ähnlich wie bei einem beheizten Haus.

Wir wissen nun aus Baumringen, Tropfsteinen und Sedimentablagerungen, dass es auf unserer Erde in der geologischen Vergangenheit schon mehrfach Eiszeiten gegeben hat. Damals war die Durchschnittstemperatur viel niedriger als heute.
Weil aber die Strahlungsleistung der Sonne nur ganz wenig schwankt, kann sie nicht die Ursache für solche großen Temperaturveränderungen gewesen sein. Vielmehr muss sich der Wirkungsgrad unserer Solarheizung verändert haben. Denn wenn durch eine Erhöhung der Rückstrahlfähigkeit unserer Erde mehr Sonnenlicht „unbenutzt“ ins Weltall zurückgeworfen wird, dann sinkt mit dem Wirkungsgrad natürlich entsprechend die Vorlauftemperatur der Heizung. Und damit sinkt dann auch die gemessene Durchschnittstemperatur.
Den genauen Zusammenhang zwischen dem Wirkungsgrad der Solarheizung und der Durchschnittstemperatur unserer Erde kennen wir noch immer nicht. Das Einzige, was wir für unsere Erde also sicher aussagen können ist, dass im Augenblick die Rückstrahlfähigkeit unserer Erde 30 Prozent beträgt. Damit hat unsere Solarheizung einen Wirkungsgrad von 70 Prozent und die gemessene Durchschnittstemperatur unserer Erde beträgt plus 15 °Celsius.

Bei einem Haus hängen die Temperatur seiner Außenhaut, die regelbare Vorlauftemperatur seiner Heizung und die gemessene Innentemperatur eng miteinander zusammen. Vergleichbar damit hat unsere Erde eine Abstrahlungstemperatur, eine von ihrer Rückstrahlfähigkeit abhängige Einstrahlungstemperatur und eine gemessene Durchschnittstemperatur. Ein „natürlicher“ atmosphärischer Treibhauseffekt zur Erklärung der Temperatur auf unserer Erde ist also gar nicht nötig.

Es gibt übrigens noch eine weitere Parallele zwischen der Heizung eines Hauses und der Heizung unserer Erde: Heizungsbauer werben manchmal mit einem Wirkungsgrad von über 100 Prozent für Brennwertthermen, was den Eindruck erweckt, es würde von denen mehr Wärme erzeugt als der Brennstoff eigentlich hergibt. Diese Darstellung lässt sich ganz einfach auf einen unzulässigen Vergleich von zwei unterschiedlichen Systemen zurückführen, wobei das alte Heizungsprinzip als 100%-Basis fungiert und jedes bessere Prinzip dann zwangsläufig über 100% liegen muss. So ähnlich ist das auch mit dem „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt. Man stellt einfach die theoretische Temperatur eines selbststrahlenden Sterns von minus 18 Grad Celsius der gemessenen Durchschnittstemperatur unserer Erde von plus 15 Grad Celsius gegenüber. Und die Differenz dieser beiden unterschiedlichen Systeme von 33 Grad Celsius bezeichnet man dann als „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt unserer Erde…

Übrigens: Der hemisphärische Stefan-Boltzmann Ansatz genügt auch dem Sparsamkeitsprinzip (Ockhams Rasiermesser). Denn dieser S-B Ansatz erklärt die globale Temperaturgenese allein aus der natürlichen Interaktion zwischen Sonne und Erde, also ohne die Hilfskonstruktion eines bisher nicht nachgewiesenen Atmosphäreneffektes, der zudem noch die Gesetze der Thermodynamik verletzen würde.

Die ausführliche Beschreibung der hemisphärischen Temperaturgenese ist nicht barrierefrei.Gesamtdarstellung hem-S-B Ansatz-uw-2018-02-17