Heat wave effect on solar energy production in Italy

Climate change is expected to increase the intensity and frequency of extreme weather events, raising concerns about their impact on energy systems in a world transitioning toward higher shares of renewable energy. This study evaluates the effect of heat wave, defined as days when maximum temperature exceeds the 90th percentile of the climatological distribution on solar power production in Italy. Methodologically, the study first applies a linear model with interactions to capture baseline relationships. A causal forest is then employed to estimate heterogeneous regional and seasonal effects, and generalized additive models are used to account for nonlinearities and quantify production losses per degree of exceedance. Using data aggregated over six macro-regions, the analysis shows that heat waves have a statistically significant negative impact on the full load hours of solar power plants across all continental regions, while Sardinia exhibits a contrasting positive effect. Together, these approaches provide a comprehensive picture of the sensitivity of solar generation to extreme heat in Italy.

Si prevede che cambiamento climatico aumenterà l’intensità e la frequenza degli eventi meteorologici estremi, suscitando preoccupazioni riguardo al loro impatto sui sistemi energetici in un mondo in transizione verso una quota sempre maggiore di energie rinnovabili. Questo studio valuta l’effetto delle ondate di calore, definite come i giorni in cui la temperatura massima supera il 90° percentile della distribuzione climatologica sulla produzione di energia solare in Italia. Utilizzando dati aggregati su sei macroregioni, l’analisi mostra che le ondate di calore hanno un impatto significativamente negativo sulle ore di pieno carico degli impianti solari in tutte le regioni, mentre la Sardegna presenta un effetto positivo contrastante. Dal punto di vista metodologico, lo studio applica inizialmente un modello lineare con interazioni per catturare le relazioni di base. Successivamente, viene utilizzata una Causal Forest per stimare gli effetti eterogenei a livello regionale e stagionale, e modelli additivi generalizzati (GAM) sono impiegati per considerare le relazioni non lineari e quantificare la riduzione della produzione per ogni grado oltre il 90° percentile. Insieme, questi approcci forniscono un quadro completo della sensibilità della produzione solare agli estremi di calore in Italia.