Работают ли солнечные батареи? Массачусетский технологический институт ставит сумму доллара на экономические последствия загрязнения

В Дели, Индия, «никогда не бывает дня без загрязнения», - говорит Ян Мариус Петерс. По его расчетам, местные пользователи солнечной энергии обходятся не менее 20 миллионов долларов в год.

Дели тоже не одинок в этом затруднительном положении. Питерс, исследователь из Массачусетского технологического института, был членом исследовательской группы, которая сравнивала данные из 17 городов, пытаясь оценить, каким образом загрязнение воздуха подрывает эффективность солнечной панели, технологии, давно осуждаемой критиками за то, что она не вполне выполнила обещание Возобновляемая энергия. Работают ли солнечные панели в туманную погоду? Достаточно ли чисты солнечные панели в загрязненном воздухе, чтобы улавливать солнечную энергию? Однако главный вопрос: сколько денег загрязняет воздух от солнечной энергетики, потому что продукты не соответствуют их обещаниям?

Краткий ответ? Дымка в туманных городах достаточно сильна, чтобы вывести некоторые солнечные фирмы из бизнеса.

Результаты их расследования появились ранее в августе этого года в журнале Энергетика и экология, Чтобы сделать их исследование, «Если их системы не работают так, как прогнозировалось, это определенно будет неприятно, и это может добавить к скептицизму по поводу установки солнечных систем в городах», - говорит Питерс. обратный, «Я надеюсь, что исследование показывает, что если вы устанавливаете солнечные батареи в городах, где есть известная проблема с загрязнением воздуха, вы должны учитывать это при планировании системы. Если вы сделаете это правильно, то сможете правильно делать свои прогнозы и свои финансовые оценки ».

Очевидно, что с точки зрения общественного здравоохранения и политики, правительства и промышленность должны уже иметь дело с этим загрязнением воздуха, но, как сказал Питерс MIT News, их исследование «надеюсь, это еще один маленький пример того, что мы действительно должны улучшить качество воздуха в городах, и показать, что это действительно имеет значение ».

Используя датчики, команда собрала данные о взвешенных в воздухе твердых частицах, которые могут рассеивать, поглощать или отражать свет, уделяя особое внимание мелким частицам диаметром менее 2,5 мм.

Этот материал, в основном такие соединения, как сульфаты, нитраты, аммиак, углерод и свинец, в основном поступают из искусственных источников, таких как авто выбросы, пыль и кулинария - хотя куда он идет, не менее важно. Загрязнение воздуха такого размера достаточно мало, чтобы попасть не только в легкие, но и в кровоток. По данным Всемирной организации здравоохранения ООН, загрязнение воздуха вызывает около 6,5 миллиона случаев преждевременной смерти ежегодно.

Исследование показало, что экономическое влияние на сбор солнечной энергии было не таким ужасным, как на этот раз. Для столицы Калькутты, в индийском штате Западная Бенгалия, Петерс и его группа оценивают ежегодную потерю солнечной энергии примерно в 16 миллионов долларов. По их расчетам, города Пекин и Шанхай ежегодно теряют около 10 миллионов долларов.

Группа также прогнозировала, что предлагаемые солнечные проекты в Лос-Анджелесе - несмотря на длительные усилия по решению его исторической проблемы смога - все же могут стоить потребителям солнечной энергии города где-то от 6 до 9 миллионов долларов в год.

Чтобы поставить эти цифры в контексте, это может помочь думать в процентах. Исследователи говорят, что загрязнение воздуха в Дели отфильтровывает около 12 процентов света, который в противном случае мог бы быть преобразован в солнечную энергию. В Лос-Анджелесе это число составляет около 2 процентов; в Шанхае это около 8 или 9 процентов.

Сравните их с прибылью для большинства компаний, занимающихся солнечной энергетикой, зачастую с диапазоном от 17 до 20 процентов для фирм с многомиллионными активами, и значительно меньшим для небольших фирм, и реальность выглядит довольно ясной: грязный воздух действительно может задушить маленькое время. солнечный бизнес, прежде чем они получат возможность расти.

«Я надеюсь, что из этого исследования произойдет одна вещь: больше бизнеса будет связано с установкой таких датчиков, которые сделают данные такого рода доступными», - говорит Питерс. «Датчики позволяют нам делать более точные прогнозы относительно мощности солнечных панелей».

Исследование Аннотация

Городская дымка - многогранная угроза. Прежде всего, это серьезная опасность для здоровья, которая также влияет на прохождение света через нижние слои атмосферы. В этой статье мы представляем исследование, посвященное влиянию дымки на производительность фотоэлектрических установок в городах. Используя долгосрочные полевые данные высокого разрешения из Дели и Сингапура, мы получаем эмпирическую связь между снижением инсоляции и концентрацией мелких частиц (ТЧ2,5). Этот подход позволяет легко оценить потери, связанные с загрязнением воздуха, от производства фотоэлектрической энергии в любой точке планеты. Для Дели мы находим, что инсоляция, полученная с помощью кремниевых фотоэлектрических панелей, была снижена на 11,5% ± 1,5% или на 200 кВт · ч в год в период с 2016 по 2017 год из-за загрязнения воздуха. Мы расширили этот анализ еще на 16 городов по всей планете и оценили сокращение инсоляции в пределах от 2,0% (Сингапур) до 9,1% (Пекин). Используя спектральные данные из Сингапура, мы спрогнозировали, как будут затронуты другие фотоэлектрические технологии, и обнаружили дополнительное снижение по сравнению с кремнием между 23% относительно GaAs и 42% для материала перовскита с энергией 1,64 эВ. Учитывая текущие цели установки и местные цены на электроэнергию, мы прогнозируем, что ежегодные потери доходов от фотоэлектрических установок могут превысить 20 миллионов долларов США только для Дели, что указывает на то, что ежегодный экономический ущерб от загрязнения воздуха для операторов фотоэлектрических станций и инвесторов во всем мире может составлять миллиарды долларов.