Работи ли слънчевите панели? MIT поставя долара върху икономическото въздействие на замърсяването

В Делхи, Индия, "никога няма ден без замърсяване", казва Иън Мариус Питърс. Според неговите изчисления цената на слънчевата енергия на местните потребители е поне $ 20 милиона годишно.

Делхи не е сам в това затруднение. Питърс, изследовател в MIT, е член на изследователска група, която сравнява данни от 17 града в опит да оцени как замърсяването на въздуха подкопава ефективността на слънчевия панел, технология, която дълго време критикува критиците за несъвършенството на обещанието на възобновима енергия. Работят ли слънчевите панели в замъглено време? Слънчевите панели остават ли достатъчно чисти в замърсен въздух, за да улавят слънчевата енергия? Големият въпрос обаче: колко пари замърсява въздуха от слънчевата индустрия, защото продуктите не изпълняват обещанието си?

Краткият отговор? Мътността в замъглените градове е достатъчно лоша, за да изгони някои слънчеви фирми от бизнеса.

Резултатите от тяхното разследване се появиха по-рано през август в списанието Наука за енергията и околната среда, За да направят своите изследвания, "Ако техните системи не се представят както е предсказано, то определено няма да е приятно и може да добави скептицизъм към инсталирането на слънчеви системи в градовете", казва Питърс. обратен, „Надявам се, че проучването показва, че ако инсталирате слънчеви панели в градове, които имат известен проблем със замърсяването на въздуха, трябва да отчитате това, когато правите системно планиране. Ако направите това правилно, ще можете правилно да правите вашите прогнози и финансовите си оценки. ”

Очевидно, като въпрос на общественото здраве и политика, правителствата и промишлеността трябва да се справят с това замърсяване на въздуха, но както Питърс каза на MIT News, тяхното проучване „се надяваме да е още една малка част, която показва, че наистина трябва да подобрим качеството на въздуха в градовете, и да покаже, че това наистина има значение."

С помощта на сензори екипът събира данни за частиците във въздуха, които могат да се разпръснат, да абсорбират или отразяват светлината, като се фокусират върху фини частици с диаметър под 2.5 милиметра.

Този материал, предимно съединения като сулфати, нитрати, амоняк, въглерод и олово, идва най-вече от изкуствени източници като авто емисии, прах и готвене - въпреки че не е по-малко важно къде отива. Замърсяването на въздуха този размер е достатъчно малък, за да влезе не само в белите дробове, но и в кръвния поток. Според Световната здравна организация на ООН, замърсяването на въздуха причинява около 6,5 милиона преждевременни смъртни случаи всяка година.

Макар и по-малко ужасно, икономическото въздействие върху събирането на слънчева енергия не е по-малко остро, според проучването. За столицата Калкута, в индийската провинция Западна Бенгалия, Питърс и неговата група изчислиха загуба от около 16 млн. Долара годишно за връщането на слънчевата енергия. Градовете Пекин и Шанхай губят около 10 млн. Долара годишно от своите изчисления.

Екипът прогнозира също, че предложените соларни проекти в Лос Анджелис - въпреки дългогодишните усилия да се справят с историческия проблем със смога - все още може да струва на потребителите на слънчевата енергия някъде между 6 и 9 милиона долара годишно.

За да поставим тези цифри в контекста, може да помогне да се мисли в проценти. Замърсяването на въздуха в Дели, казват изследователите, филтрира около 12% от светлината, която иначе би могла да се преобразува в слънчева енергия. В Лос Анджелис това число е около 2%; в Шанхай е около 8 или 9 процента.

Сравнете ги с маржовете на печалба за повечето слънчеви фирми, често някой от 17 до 20 процента за многомилионните фирми и значително по-малко за по-малките фирми, а реалността изглежда доста ясна: мръсният въздух наистина може да задуши малко време слънчеви бизнес, преди те да получат шанс да расте.

"Едно нещо, което се надявам да се случи от това проучване е, че повече бизнес с инсталирането на тези видове сензори, които ще направят този вид данни на разположение", казва Питърс. "Сензорите ни позволяват да направим по-точни прогнози за изхода на слънчевите панели."

Резюме на изследването

Градската мъгла е многостранна заплаха. Най-голямата опасност за здравето, но също така засяга преминаването на светлина през долната атмосфера. В тази статия представяме проучване, което разглежда въздействието на мъглата върху работата на фотоволтаичните инсталации в градовете. Използвайки дългосрочни полеви данни с висока разделителна способност от Делхи и Сингапур ние извличаме емпирична връзка между намаляването на инсолацията и концентрацията на фини прахови частици (PM2.5). Този подход позволява лесен начин за оценка на загубите, свързани със замърсяването на въздуха, за фотоволтаичното производство на електроенергия навсякъде на планетата. За Делхи откриваме, че инсолацията, получена от силициеви PV панели, е намалена с 11,5% ± 1,5% или 200 kWh m − 2 на година между 2016 и 2017 г. поради замърсяването на въздуха. Ние разширихме този анализ до още 16 града около планетата и оценките за намаляване на слънчевите излъчвания варират от 2,0% (Сингапур) до 9,1% (Пекин). Използвайки спектрални данни от Сингапур, ние прогнозирахме как ще бъдат засегнати други фотоволтаични технологии и открихме допълнително намаляване в сравнение със силиций между 23% за GaAs и 42% за перовскит от 1,64 eV. Предвид настоящите цели за инсталиране и местните цени на електроенергията, ние прогнозираме, че годишните загуби от приходи от фотоволтаични инсталации биха могли да надхвърлят 20 милиона долара само за Делхи, което показва, че годишните икономически щети от замърсяването на въздуха за фотоволтаичните оператори и инвеститори по целия свят биха могли да бъдат милиарди долари.