Skvelá správa pre našich severoamerických klientov. Odteraz platforma Solargis Forecast poskytuje včasné varovanie pred jedným z najškodlivejších poveternostných rizík pre solárne elektrárne: Krupobitie.
Krúpy sa tvoria ako pevné ľadové častice v silných búrkach. Silné stúpavé prúdy dvíhajú kvapky dažďa nad úroveň mrazu, kde sa z nich stávajú tvrdé ľadové kamene. Tieto ľadové gule padajú, keď sa stanú príliš ťažkými na to, aby ich búrka udržala.
Stredná časť Spojených štátov je obzvlášť náchylná na časté krupobitie. Teplý a vlhký vzduch z Mexického zálivu sa tu stretáva so suchým a nestabilným vzduchom z vnútrozemia Severnej Ameriky, čo vytvára ideálne podmienky pre silné búrky a robí z tohto regiónu celosvetové ohnisko krupobitia.
Preto túto aktualizáciu spúšťame najprv pre kontinentálne Spojené štáty, pričom v blízkej budúcnosti plánujeme rozšíriť pokrytie.
Krupobitie je vo svojej podstate ťažké predpovedať, ale určité atmosférické podmienky, ako napríklad silná nestabilita, hlboká konvekcia a intenzívne vzostupné prúdy, jasne signalizujú vysoký potenciál tvorby krúp.
Solargis Forecast sa zameriava na krúpy, ktoré sú dostatočne veľké na to, aby vážne poškodili fotovoltické moduly. Štandardné fotovoltické moduly sa testujú podľa normy IEC 61215 pomocou 25 mm (~ 1 palec) ľadovej gule poháňanej vysokou rýchlosťou. Tento test predstavuje odolnosť voči miernemu krupobitiu, nie voči extrémnym udalostiam. Krúpy s veľkosťou približne 1,5 palca (~38 mm) môžu v tvrdenom skle vytvoriť mikrotrhliny, ktoré vedú k latentnej strate výkonu. Krúpy s veľkosťou 2 palce (~50 mm) alebo viac často prekračujú certifikačné limity a môžu rozbiť sklo, čím sa štandardný fotovoltický modul okamžite zničí.
Obrázok 1: Vizualizácia údajov z predpovede krupobitia Solargis Forecast pre stred USA 23. septembra 2025 o 22:00 SEČ. Mapa vľavo zobrazuje potenciál výskytu krupobitia [%] s veľkosťou 25 mm (1 palec), vpravo satelitná snímka z GOES-E GeoColor (NASA GIBS) dokumentujúca rozsiahlu atmosférickú cyklónu. Na grafe je znázornený časový rad signálu predpovede krupobitia pre potenciál veľkosti 25 mm, 38 mm a 50 mm v mieste vyznačenom na mape.
Solargis Forecast je založený na modeli NOAA High-Resolution Rapid Refresh ( HRRR). Ide o atmosférický model v reálnom čase, ktorý umožňuje konvekciu v priestorovom rozlíšení 3 km, aktualizuje sa každú hodinu a využíva radarové údaje na zachytenie búrok v reálnom čase. Nespracovaný výstup na úrovni mriežky potom dodatočne spracúvame pomocou časovej a priestorovej agregácie, aby sme lepšie charakterizovali riziko krupobitia.
Riziko krupobitia sa považuje za vyššie, ak niekoľko predpovedných cyklov konzistentne indikuje krupobitie v tom istom časovom okne a ak zhluky blízkych buniek mriežky predpovedajú významné veľkosti krupobitia. Keďže krupobitie je ťažké presne lokalizovať, rozširujeme rizikovú oblasť na približne 50 km (31 míľ), pričom najvyššiu pravdepodobnosť priraďujeme jadru krupobitia a postupne znižujeme pravdepodobnosť smerom k periférii.
Predpoveď krupobitia je k dispozícii prostredníctvom platformy Solargis Forecast (balíky Professional a Enterprise) pre oblasť CONUS (kontinentálne USA - okrem Aljašky a Havajských ostrovov). Rozsah zahŕňa aj južnú Kanadu a severné Mexiko podľa domény modelu HRRR. Predpoveď sa pre predplatené lokality aktualizuje každú hodinu s časom predstihu až 48 hodín.
Predpoveď krupobitia Solargis sa uvádza v percentách [%] pre tri prahové hodnoty veľkosti krupobitia:
Keďže udalosti s krupobitím sú vysoko lokalizované, percentuálny podiel udáva pravdepodobnosť, že sa udalosť s krupobitím vyskytne v okruhu približne 3 až 10 km od lokality a vo výnimočných prípadoch až do 50 km.
Uvedená veľkosť krupobitia predstavuje očakávanú závažnosť udalosti. V skutočnosti sa najväčšie krúpy zvyčajne obmedzujú na veľmi malé oblasti, zatiaľ čo menšie krúpy môžu zasiahnuť oveľa širšiu oblasť. Presné miesto dopadu najväčších krúp sa nedá predpovedať s vysokou priestorovou presnosťou.
Mnohé významné búrky sa vyskytujú bez svedkov a často zostávajú nenahlásené. Centrum pre predpovede búrok (Storm Prediction Center, SPC) NOAA zhromažďuje a archivuje pozorovania udalostí s krupobitím v celých Spojených štátoch a tieto správy tvoria základný referenčný súbor údajov o pozorovanom výskyte a veľkosti krupobitia.
Hustota hlásení sa líši v priestore a čase a je silne skreslená smerom k obývaným oblastiam, mestám a hlavným dopravným koridorom. Niektoré regióny dokumentujú krupobitie oveľa podrobnejšie ako iné. Napriek týmto obmedzeniam záznamy SPC poskytujú spoľahlivé potvrdenie výskytu krupobitia a ponúkajú užitočné referenčné hodnoty pre nahlásené veľkosti krúp.
Obrázok 2: Záznamy SPC o pozorovaných udalostiach s krúpami za obdobie 30 rokov (2004 - 2023). Hustota nahlásených pozorovaní koreluje so vzormi mestských oblastí a dopravných koridorov.
Našu predpoveď krupobitia sme porovnali s oficiálnymi správami SPC o krupobití z rokov 2021-2023. Výsledky sú zobrazené v 2D binovom histograme (obr. 3). Počas tohto obdobia bolo v databáze SPC zaznamenaných 20 905 udalostí s krúpami s veľkosťou aspoň 1 palec.
Model zachytil približne 94 % týchto udalostí aspoň v jednom predpovednom behu v rámci ±3-hodinového okna a v okruhu 50 km. V praxi to znamená, že takmer všetky prípady ničivého krupobitia by v predpovedi krupobitia v Solargis Forecast vyvolali včasné varovanie.
Obrázok 3: Porovnanie udalostí SPC s veľkosťou krupobitia väčšou ako 1'' v období 2021-2023 s výstupmi modelu HRRR, postprocesovanými metódou Solargis, prezentovanými v grafe hustoty. Podrobné vysvetlenie v článku.
Vzhľadom na zložitosť tvorby krúp sa táto úroveň výkonnosti považuje za veľmi dobrú a poskytuje prevádzkovateľom fotovoltických elektrární cenný čas na aktiváciu zmierňujúcich opatrení. Približne 3,5 % udalostí bolo predpovedaných ako menšie, nepoškodzujúce krupobitie, pričom len približne 2,5 % udalostí bolo úplne prehliadnutých.
Rozdiel medzi predpovedanou a pozorovanou veľkosťou krúp je výraznejší. Model poskytuje konzervatívne odhady; pri stredne silných krupobitiach (1 až 3 palce) sa väčšina bodov na grafe nachádza nad čiarou 1:1, čo znamená, že model zvyčajne predpovedá väčšie krupobitie, ako uvádza SPC. V prípade veľmi veľkého krupobitia (nad 3 palce) má model tendenciu podhodnocovať veľkosť, čo je však do značnej miery ovplyvnené obmedzeným počtom dátových bodov v tomto rozsahu, vzhľadom na to, že takéto udalosti sú pomerne zriedkavé.
Dňa 23. júna 2023 zasiahla Scottsbluff v západnej Nebraske večerná silná búrka. Okolo 21:00 miestneho času (02:00 UTC 24. júna) zasiahli krúpy, niektoré s priemerom až 4 palce, objekt fotovoltaickej elektrárne s výkonom 5,2 MWp s jednoosovými sledovacími zariadeniami a spôsobili rozsiahle škody na väčšine fotovoltaických modulov.
Obrázok 4: Fotovoltaická elektráreň v meste Scottsbluff v západnej Nebraske po ničivom krupobití. Zdroj obrázku: Zdroj: Nebraska Public Power District, prevzaté z Renewable Energy World (renewableenergyworld.com)
Mapa a graf nižšie ukazujú, ako by model predpovede krupobitia Solargis Forecast zachytil túto udalosť niekoľko hodín vopred. Signál predpovede začal stúpať približne tri hodiny pred maximálnym nárazom a v čase maximálneho nárazu dosiahol 95 % potenciál pre 25 mm (~ 1 palec) krúp a 35 % potenciál pre 50 mm (~ 2 palce) krúp. Modelové maximá dosiahli 100 % potenciál pre 25 mm a 58 % pre 50 mm krúpy v oblasti nachádzajúcej sa približne 20 km severovýchodne od elektrárne.
Obrázok 5: Rekonštruovaná predpoveď krupobitia v Solargise na 23. - 24. júna 2023. Na mapách je vyznačená poloha fotovoltaickej elektrárne Scottsbluff. Predpoveď potenciálneho výskytu krupobitia s priemerom viac ako 25 mm (vľavo) a 50 mm (vpravo) o 21:00 miestneho času (02:00 UTC). Na grafe je znázornený časový rad signálu predpovede krupobitia v mieste elektrárne.
Tento prípad ukazuje, ako mohol prístup na stránku ku krátkodobým informáciám o riziku krupobitia poskytnúť prevádzkovateľom dostatok času na zníženie závažnosti škôd úpravou polohy sledovacích zariadení. Správy hovoria, že fotovoltické moduly vo fotovoltickom zariadení v meste Scottsbluff v štáte Nebraska museli byť vymenené, skôr ako sa elektráreň mohla vrátiť do prevádzky začiatkom roka 2024.
Pre fotovoltické zariadenia predstavuje krupobitie vážne mechanické riziko. Je to tiež jedno z najnákladnejších poveternostných rizík - z hľadiska nákladov na hardvér, straty výroby a narušenia prevádzky. Zmiernenie sa začína návrhom systému a prístupom k spoľahlivej predpovedi krupobitia, ktorá poskytuje včasné varovanie pred príchodom búrok, najmä v regiónoch s častými silnými búrkami, ako sú USA.
Poškodenie modulov spôsobené krupobitím je jedným z najnákladnejších poveternostných rizík pre fotovoltické zariadenia - z hľadiska nákladov na hardvér, straty výroby a prerušenia prevádzky. Vďaka výstrahám pred krupobitím v systéme Solargis Forecast získate vrstvu včasného varovania , ktorá vám pomôže konať pred búrkou, ochrániť vaše moduly, znížiť neplánované prestoje a v konečnom dôsledku zabezpečiť CAPEX aj príjmy.
Kontaktujte nás a dozviete sa viac.
