Ali solarne plošče delujejo? MIT preračuna dolar na ekonomski vpliv onesnaženja

V Delhiju, v Indiji, »nikoli ni dneva brez onesnaževanja«, pravi Ian Marius Peters. Po njegovih izračunih, porabniki lokalne sončne energije stanejo vsaj 20 milijonov dolarjev letno.

Delhi tudi v tej težavi ni sam. Peters, raziskovalec na MIT, je bil član raziskovalne skupine, ki je primerjala podatke iz 17 mest v prizadevanju, da bi ocenila, kako onesnaževanje zraka spodkopava učinkovitost sončnih kolektorjev, tehnologije, ki so jo kritiki dolgo časa obtoževali, da ne izpolnjujejo obljub. obnovljiva energija. Ali sončni paneli delujejo v smoggy vremenu? Ali sončni kolektorji ostanejo dovolj čisti v onesnaženem zraku, da ujamejo sončno energijo? Veliko vprašanje, kljub temu: Koliko denarja onesnažuje zrak iz sončne industrije, ker izdelki ne izpolnjujejo svoje obljube?

Kratek odgovor? Meglica v mestih s smogami je dovolj slaba, da bi nekatera solarna podjetja izgubila delo.

Rezultati njihove preiskave so se pojavili že v avgustu v reviji Znanost o energiji in okolju. Da opravijo svoje raziskave, »Če njihovi sistemi ne delujejo tako, kot je bilo napovedano, to zagotovo ne bo prijetno in lahko povzroči dvom o namestitvi solarnih sistemov v mestih,« pravi Peters. Inverse. »Upam, da bo študija pokazala, da če namestite sončne kolektorje v mestih, ki imajo znano težavo zaradi onesnaženosti zraka, morate to upoštevati pri načrtovanju sistema. Če to naredite pravilno, boste lahko pravilno napovedali svoje napovedi in svoje finančne ocene. «

Jasno je, da bi se morale vlade in industrija zaradi javnega zdravja in politike že ukvarjati s tem onesnaževanjem zraka, vendar je Peters povedal, da je študija MIT News "upajmo, da je še en majhen del, ki kaže, da bi morali resnično izboljšati kakovost zraka v mestih, in pokazati, da je to res pomembno."

S pomočjo senzorjev je skupina zbrala podatke o delcih v zraku, ki bi lahko razpršili, absorbirali ali odbili svetlobo in se osredotočili na drobne delce s premerom manj kot 2,5 milimetra.

Ta snov, predvsem spojine, kot so sulfati, nitrati, amoniak, ogljik in svinec, večinoma prihaja iz umetnih virov, kot so avto emisije, prah in kuhanje, čeprav ni nič manj pomembno. Onesnaženost zraka je tako majhna, da lahko vstopi ne le v pljuča, temveč tudi v krvni obtok. Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije ZN onesnaževanje zraka vsako leto povzroči približno 6,5 milijona prezgodnjih smrti.

Ekonomski vpliv na zbiranje sončne energije, čeprav manj grozovit, ni bil nič manj izrazit. Za glavno mesto Kalkuta, v indijski državi Zahodni Bengal, sta Peters in njegova skupina ocenila izgubo približno 16 milijonov dolarjev letno za vračila sončne energije. Mesta v Pekingu in Šanghaju so vsako leto izgubila približno 10 milijonov dolarjev letno s svojimi izračuni.

Skupina je tudi napovedala, da bi predlagani solarni projekti v Los Angelesu - kljub dolgim ​​prizadevanjem za obvladovanje zgodovinskega problema s smogom - še vedno verjetno stali uporabnike sončne energije nekje med 6 in 9 milijoni dolarjev.

Da bi te številke postavili v kontekst, bi lahko pomagalo razmišljati v smislu odstotkov. Onesnaževanje zraka v Dehliju, pravijo raziskovalci, filtrira okoli 12 odstotkov svetlobe, ki bi jo sicer lahko pretvorili v sončno energijo. V Los Angelesu je to število približno 2 odstotka; v Šanghaju je približno 8 ali 9 odstotkov.

Primerjajte jih s stopnjami dobička za večino solarnih podjetij, pogosto nekdo v razponu od 17 do 20 odstotkov za podjetja z več milijoni dolarjev in precej manj za manjša podjetja, realnost pa izgleda precej jasno: umazani zrak lahko resnično zaduši majhen čas sončna podjetja, preden dobijo priložnost za rast.

"Upam, da se bo to zgodilo iz te študije, da bo več podjetij z namestitvijo takšnih senzorjev, ki bodo omogočili tovrstne podatke," pravi Peters. "Senzorji nam omogočajo natančnejše napovedi o proizvodnji sončnih kolektorjev."

Povzetek študije

Mestna meglica je večplastna grožnja. Predvsem velika nevarnost za zdravje, vpliva tudi na prehod svetlobe skozi nižje atmosfere. V prispevku predstavljamo študijo o vplivu meglice na delovanje fotovoltaičnih naprav v mestih. Z uporabo dolgoročnih podatkov z visoko ločljivostjo iz Delhija in Singapurja smo dobili empirično povezavo med zmanjšanjem insolacije in koncentracijo drobnih delcev (PM2,5). Ta pristop omogoča enostaven način za ocenjevanje izgub, povezanih z onesnaževanjem zraka, pri fotovoltaični energiji kjerkoli na planetu. Za Delhija ugotavljamo, da se je insolacija, ki jo prejmejo silicijeve fotonapetostne plošče, med letoma 2016 in 2017 zmanjšala za 11,5% ± 1,5% ali 200 kWh m − 2 na leto zaradi onesnaženosti zraka. To analizo smo razširili na 16 mest po vsem planetu in ocenili zmanjšanje insolacije od 2,0% (Singapur) do 9,1% (Peking). Z uporabo podatkov spektra iz Singapurja smo napovedali vpliv drugih fotonapetostnih tehnologij in ugotovili dodatno zmanjšanje v primerjavi s silicijem med 23% za GaAs in 42% za perovskitnim materialom 1,64 eV. Glede na trenutne cilje postavitve in lokalne cene električne energije načrtujemo, da bodo letne izgube prihodkov iz fotovoltaičnih naprav presegle 20 milijonov USD samo za Delhi, kar pomeni, da bi lahko bila letna gospodarska škoda zaradi onesnaževanja zraka s strani fotonapetostnih operaterjev in investitorjev po svetu milijarde dolarjev.