תגובה של אנרגיה פוטו-וולטאית לצליל הנינו–תנודתות דרומיות של האוקיאנוס

מדוע השמש אינה יציבה כפי שהיא נראית

לוחות שמש מתפשטים ברחבי העולם בקצב מרהיב, מבטיחים חשמל נקי יותר ופליטות פחמן נמוכות יותר. אבל קרינת השמש עצמה אינה מובטחת. המחקר הזה בוחן כיצד קצב אקלימי טבעי ועוצמתי באוקיאנוס השקט, הידוע כאל ניניו–תנודת דרומית של האוקיאנוס, יכול להכהות או להבהיר את השמיים מעל אזורי סולאר מרכזיים למשך חודשים. ככל שהחברות תלויות יותר ויותר באנרגיה סולארית, הבנת תנודות אלה בכמות השמש הופכת לקריטית לשמירה על אספקת חשמל ולצמצום פליטות.

דופק אקלימי עולמי שמעצבים את מזג האוויר שלנו

כל כמה שנים מתחלף האוקיאנוס הטרופי בשיפועי חום וקור הנקראים אל ניניו ולה ניניה. השינויים האלה משבשים את תבניות הרוח, העננים והגשם ברחבי העולם, ומשפיעים לא רק על טמפרטורות וסערות אלא גם על כמות האור שמגיעה לפני השטח. המחברים שילבו יותר מארבעה עשורים של נתונים אטמוספריים ואוקייניים מפורטים כדי לעקוב כיצד אירועים אלה משנים גורמים מרכזיים לאנרגיה סולארית: קרינת שמש נכנסת, טמפרטורת האוויר ומהירות הרוח. לאחר מכן הם המירו שינויים אלה למדד של כמה לוחות סולאריים טיפוסיים יכולים לייצר במציאות, כמות שהם מכנים פוטנציאל פוטו-וולטאי.

איפה אל ניניו גוזל ומוסיף שמש

הניתוח מראה טביעות אצבע גלובליות ברורות של אל ניניו ולה ניניה על משאבי השמש. במהלך אל ניניו, מי ים חמימים באזורים המרכזיים ומזרחיים של השקט משבשים את מעגלי האוויר הרגילים, ולעיתים מגבירים את כיסוי העננים מעל אזורים כמו קליפורניה, המדבר אטאקאמה הדרומי וצ'ילה המרכזית, אגן הצ'אקו בדרום אמריקה, המזרח התיכון ומזרח סין. יותר עננים פירושם פחות קרינת שמש פני שטח, והמחקר מראה שבאזורים אלה הפוטנציאל הסולארי עלול לרדת בכמה אחוזים למשך עונה שלמה ואפילו לשנה שלמה. לעומת זאת, אזורים כגון חלקים מאגן האמזונס, דרום אפריקה, מזרח אוסטרליה ומזרח אסיה הדרומית נוטים להפוך לשמשיים יותר במהלך אל ניניו, וזוכים לגידול בפוטנציאל הסולארי אף על פי שהם גם חווים אוויר חם יותר שמוריד במעט את יעילות הלוחות.

אירועי סופר אל ניניו ובצורות אנרגיה סולארית

פרקי אל ניניו החזקים ביותר, הידועים כסופר אל ניניו, נדירים אך משבשים במיוחד. רק שלושה אירועים כאלה קרו מאז תחילת שנות ה-80, ועדיין הם משאירים חותם חזק בנתונים. במהלך אירועים אלה מראה המחקר שפוטנציאל סולאר שנמשך שנה שלמה ירד עד כ-10% באזורי חישה סולארית כמו מזרח סין ואגן הצ'אקו, ובכמה אחוזים בקליפורניה, צ'ילה המרכזית ובאטאקאמה הדרומית. המחברים מתארים את הירידות הממושכות הללו כ«בצורות אנרגיה סולארית»: תקופות ממושכות שבהן קרינת השמש הזמינה לייצור חשמל נופלת הרבה מתחת לרגיל לאותו עונת שנה. באזורים רבים אלה, מתחמי סולאר צפופים וצומחים במהירות, ולכן אותו שיעור השפעה אקלימית יתורגם בעתיד לתנודות הרבה יותר גדולות בייצור החשמל בפועל.

ממחסור בשמש לפליטות פחמן נוספות

כדי להבין את ההשלכות המעשיות, החוקרים התבוננו קדימה לעתיד שבו אנרגיה סולארית נפוצה יותר ורוויון הפליטות ברשת נמוך יותר. באמצעות תחזיות לגבי כמה חשמל סולארי אזורים כמו מזרח סין, קליפורניה, צ'ילה וארגנטינה צפויים לייצר בשנות ה-30 של המאה ה-21, יחד עם צפי לירידה בעצמת הפחמן של מגזר החשמל, הם העריכו כיצד סופר אל ניניו עתידי עלול להדיר דרך מערכות האנרגיה. הסימולציות שלהם מציעות שאירוע בודד כזה עלול לקצץ את תפוקת הסולאר בכמה אחוזים במשך שנה באזורים מרכזיים אלה. מאחר שכוח גיבוי עדיין יתבסס חלקית על דלקים מאובנים, הגירעון הזמני בחשמל סולארי עלול להעלות זמנית את פליטת דו-תחמוצת הפחמן העולמית בעשרות מיליוני טונות, כאשר מזרח סין תורם את החלק הגדול ביותר.

תכנון לעתיד סולארי סוער

המחקר מסכם כי תנודות אקלימיות טבעיות כמו אל ניניו ולה ניניה יעצבו במידה גוברת את אמינות והיתרונות האקלימיים של רשתות עתירות סולאר. כאשר צפוי שסופר אל ניניו יהיו תכופים יותר במאה זו, המתכננים לא יכולים להניח שקרינת השמש תהיה יציבה משנה לשנה. במקום זאת הם טוענים שמערכות אנרגיה חייבות לעצב את עצמן בהתחשבות בתנודות ארוכות־טווח אלה — על ידי פיזור מתקני סולאר על גבי שטחים רחבים יותר, השקעה באחסון אנרגיה, גיוון מקורות גיבוי דלי־פחמן, ושימוש בתחזיות אקלימיות כדי לצפות מתי צפויות «בצורות סולאריות». עבור עולם שמסתמך יותר ויותר על השמש, המסר ברור: בניית עתיד אנרגיה נקי ועמיד פירושה ללמוד לחיות עם קצב הלב של אוקיאנוס חסר מנוחה.

ציטוט: Feron, S., Cordero, R.R., Damiani, A. et al. Photovoltaic power response to El Niño–Southern Oscillation. Commun Earth Environ 7, 325 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03343-z

מילות מפתח: אנרגיה סולארית, אל ניניו, תנודות אקלימיות, ביטחון אנרגטי, פליטות פחמן