Napelem – éghajlat kapcsolata

Mivel a klímatényezők és a telepített napelemek mennyisége az előzetes várakozások-kal ellentétben nem mutatott rangkorrelációt, az esetleges rejtett jelenségek felderítésé-hez a kapcsolatuk elóször vizualizálásra kerül. A 16. ábra az országokban működő napelemek mennyiségét a napsugárzás-intenzitás függvényében szemlélteti. A külön-böző színű „buborékok” az országokat jelölik, amelyek nagysága a telepített PV nagy-ságával arányos. A vizsgálat tárgyát képező évek közül az első (1996), az utolsó (2011) és a 2003-as évhez tartozót szerepel az ábrákon. A 2011-es napelem-állományhoz ké-pest a 2003-as még annyira jelentéktelen volt, hogy a legtöbb országot jelző pont csak alig láthatóan tér el a vízszintes tengelytől. A 2011-es év ábráin, akár az összes országot nézzük (16.1. ábra), akár eltekintünk a 2011-re kimagaslóan sok PV-t üzembe helyező öt országtól (16.2. ábra), az ábrák megerősítik a Spearman-együtthatók alapján levont következtetést. Semmilyen érdemleges függvényszerű kapcsolat nem fedezhető fel, a zaj lényegesen nagyobb, minta az esetleges függvényszerű elmozdulás.

A 28. táblázat foglalja össze az egyes évek napsugárzás-intenzitás és napelem-állomány közti adatpárjaira illesztett összes lehetséges (nemcsak lineáris) trendtípus közül⁸⁸ a legjobb illeszkedésűek R² értékét. Minél közelebb van ez a mutató egyhez, az adott trendtípus annál jobban leírja az adott évben a napsugárzás-intenzitás és a nap-elem-állomány kapcsolatát. Fekete szín jelöli az összes adatra legjobban illeszkedő trend R² értékét, piros a napelemek tekintetében kiurgóan jól teljesítő öt országét, kék a többi országét. 0,5-nél nagyobb determinációs együtthatót (szürke háttérrel jelölve) csak a TOP 5 ország adatsora eredményez. A 2004 és 2007 közti PV-állomány szóródásából polinomiális trendekkel több mint 90% magyarázható a napsugárzás-intenzitással.

Azonban az ezt eredményező polinomiális trendeket agyakorlatban ritkán alkalmazzák, és amiatt sem lehet ebből messzemenő következtetést levonni, mert csak öt adatra il-lesztett trendekről van szó. 2004-7 években a polinomiális trendek után az inverz függ-vény illeszthető legjobban az adatokra (az évek sorrendjében 0,799-es, 0,838-as, 0,809-es és 0,713-as R²-tel), méghozzá negatív irányú összefüggéssel. Tehát a 2011-re legtöbb napelemmel rendelkező öt ország esetében a napsütés intenzitásával fordított arányban áll a PV mennyisége.

88 SPSS-ben: Analyze / Regression / Curve Estimation

16. ábra: A napsugárzás-intenzitás és a kumulált PV kapcsolata

Saját készítésű JMP ábrák (JMP: Graph / Bubble Plot). Vízszintes tengelyen a napsugárzás intenzitása (kWh/m²), függőleges tengelyen a kumulált PV mennyisége (MW).

16.1. ábrák: az összes vizsgált ország

16.2. ábrák: a 2011-re legtöbb PV-vel rendelkező 5 ország nélkül

DEU

ITA

ESP USA JPN

CHN FRA

BEL AUS

GBR

28. táblázat: A napsugárzás intenzitás és a kumulált PV legnagyobb R² értékei

Ezekben az években nem volt számolható az összes országra (fekete és kék eredmény) R², mivel nullát is tartalmazott az adatsor. (Volt olyan ország, ahol még nem volt napelem.)

,056

Jelölések: trendek: lin: lineáris, lgm: logaritmikus, inv: inverz, 2pol: másodfokú polinomiális, 3pol: harmadfokú polinomiális, hatv: hatvány, S:

szigmoid, össz: összetett, növ: növekedési, exp: exponenciális, lgs:

logisztikus

színek: feketével: az összes ország R²-e

kékkel: a 2011-es TOP5 PV-jű ország nélkül számolt R²-ek.

pirossal: a 2011-es TOP5 PV-jű országra számolt R²-ek.

R² > 0,5

Saját készítésű táblázat SPSS eredmények alapján.

A 17. ábrán a többi éghajlatjellemző PV-állománnyal való kapcsolata látható, k a a 2011-es évre vonatkozóan. Az ábrák alapján elképzelhető, hogy a többi országhoz ké-pest közepes hőmérséklettel és viszonylag kevés csapadékkal bíró országok telepítették 2011-re a legtöbb napelemet. A 28. táblázat mintájára ezeknél a változóknál is kiszámí-tásra kerültek az R² értékek, viszont a 29. táblázatban már nem éves bontásban találha-tóak meg a legjobban illeszkedő trendtípusok, hanem klímajellemzők szerint (az R² mellett jelezve, hogy ez melyik évben tapasztalható). A táblázatban normál vastagságú számokkal feltüntetésre kerültek azok az értékek is, amelyet akkor kapunk, ha eltekin-tünk a gyakorlatban ritkán alkalmazott polinomiális trendektől.

17. ábra: Egyéb időjárás jellemzők és a kumulált PV kapcsolata

Saját készítésű JMP ábrák. Függőleges tengelyen a kumulált PV mennyisége (MW), vízszintes tengelyen a hőmérséklet ( C), illetve a csapadék mennyisége (mm)

17.1. ábrák: az összes vizsgált ország

Maximum hőmérséklet Minimum hőmérséklet Középhőmérséklet Csapadék

17.2. ábrák: a 16.1. ábrák megfelelői, a 2011-re legtöbb PV-vel rendelkező 5 ország nélkül

Maximum hőmérséklet Minimum hőmérséklet Középhőmérséklet Csapadék DEU

ITA

USA ESP

JPN DEU

ITA

USA ESP

JPN

DEU

ITA

USA ESP

JPN

DEU

ITA

ESP USA JPN

CHN FRA BEL

AUS

GBR KOR

CAN GRC IND

29. táblázat: Egyéb időjárás jellemzők és a kumulált PV legnagyobb R² értékei

középhőmérséklet max. hőmérséklet min. hőmérséklet csapadék

Jelölések: trendek: lin: lineáris, lgm: logaritmikus, inv: inverz, 2pol: másodfokú polinomiális, 3pol: harmadfokú polinomiális, hatv: hatvány, S:

szigmoit, össz: összetett, növ: növekedési, exp: exponenciális, lgs: lo-gisztikus

színek: feketével: az összes ország R²-e

kékkel: a 2011-es TOP5 PV-jű ország nélkül számolt R²-ek.

pirossal: a 2011-es TOP5 PV-jű országra számolt R²-ek.

R² > 0,5

betűvastagság: vastagon szedett: az összes lehetséges trend közül a legna-gyobb R²-ek; nem vastagon szedett: a polinomiális trendeket le-számítva a legnagyobb R²-ek

Saját készítésű táblázat SPSS eredmények alapján.

A TOP 5 ország esetében itt is található minden változónál 0,8 R² feletti polinomiális trend, de ezektől a piros színnel jelölt eredményektől eltekinthetünk, mivel öt pontra nyil-ván jól illeszthető polinomiális függvény. A több ország adatain számolt, kék és fekete színnel jelzett értékek közül a táblázatban egy említésre méltó (0,5 feletti) van, mégpedig a csapadék mennyiségének a napelemekkel való korrelációja 2000-ben (R²= 0,817). Azon-ban ez is négyparaméteres illesztésből származó. Az inflexiós ponttal nem rendelkező függvényektől eltekintve a napelemek legerősebb kapcsolatban szintén acsapadék mennyi-ségével állnak (R²= 0,336). azonban ez is csak nagyon gyenge kapcsolatra utal. A klímajel-lemzők tekintetében a regressziós vizságálatok is megerősítették a rangkorrelációnál ta-pasztaltakat, miszerint közepesen erős kapcsolatban sem állnak a napelemek mennyisével.