האם פאנלים סולאריים עובדים? MIT מעמיד דולר על ההשפעה הכלכלית של זיהום

בדלהי, הודו, "אף פעם אין יום ללא זיהום", אומר איאן מריוס פיטרס. לפי החישובים שלו, זה עולה למשתמשים אנרגיה סולארית מקומית לפחות 20 מיליון דולר בשנה.

גם דלהי אינה לבדה במצוקה הזאת. פיטרס, חוקר ב- MIT, היה חבר בקבוצת מחקר שהשוותה נתונים מ -17 ערים בניסיון להעריך כיצד זיהום אוויר פוגע ביעילות של פאנל סולארי, טכנולוגיה שהוטחה על ידי המבקרים על שלא ממש חיזקה את ההבטחה של אנרגיה מתחדשת. האם פאנלים סולאריים עובדים במזג אוויר ערפיח? האם פאנלים סולאריים נשארים נקיים מספיק באוויר מזוהם כדי ללכוד את האנרגיה של השמש? השאלה הגדולה, אם כי: כמה כסף הוא זיהום אוויר מוצץ מן התעשייה הסולארית, כי המוצרים אינם מספקים על ההבטחה שלהם?

התשובה הקצרה? ערפל בערים ערפילי הוא רע מספיק כדי להסיע כמה חברות השמש מחוץ לעסק.

תוצאות החקירה שלהם הופיעו בתחילת אוגוסט בכתב העת אנרגיה וסביבה. כדי לעשות את המחקר, "אם המערכות שלהם לא יבוצעו כצפוי, זה בהחלט לא יהיה נעים וזה עשוי להוסיף ספקנות לגבי התקנת מערכות השמש בערים", אומר פיטרס הפוך. "אני מקווה המחקר מראה כי אם אתה התקנת פאנלים סולאריים בערים שיש להם בעיה ידועה עם זיהום אוויר, אתה צריך להסביר את זה כאשר אתה עושה את תכנון המערכת. אם אתה עושה את זה נכון, אז אתה תוכל לעשות את התחזיות כראוי ואת הערכות פיננסיות כראוי."

"ברור שמבחינת בריאות הציבור ומדיניותו, הממשלות והתעשייה צריכות להתמודד עם זיהום האוויר הזה כבר, אך כפי שפיטרס אמר ל- MIT News המחקר שלהם" אני מקווה שהוא עוד קטע קטן המראה שאנחנו באמת צריכים לשפר את איכות האוויר בערים, ולהראות שזה באמת חשוב ".

באמצעות חיישנים, הצוות אסף נתונים על חומר חלקיקי מוטס שיכול לפזר, לספוג או לשקף אור, תוך התמקדות בקוטר של פחות מ -2.5 מילימטרים.

חומר זה, בעיקר תרכובות כמו גופרית, חנקות, אמוניה, פחמן ועופרת, מגיע בעיקר ממקורות מעשה ידי אדם כמו פליטת רכב, אבק ובישול - אם כי לאן זה הולך לא פחות חשוב. זיהום האוויר בגודל זה הוא קטן מספיק כדי להזין לא רק את הריאות, אלא גם את זרם הדם. על פי ארגון הבריאות העולמי של האו"ם, זיהום האוויר גורם כ -6.5 מיליון מקרי מוות מוקדמים מדי שנה.

בעוד שמפחיד פחות, ההשפעה הכלכלית על איסוף אנרגיית השמש היתה לא פחות חריפה, על פי המחקר. עבור עיר הבירה של קולקטה, במדינה ההודית של מערב בנגל, פיטרס וקבוצתו מעריכים הפסד של כ 16 מיליון דולר בשנה מחזירה אנרגיה סולארית. הערים של בייג 'ין ושנחאי יש כל מפסידים כ -10 מיליון דולר בשנה על ידי החישובים שלהם.

הצוות גם צפה כי פרויקטים סולאריים המוצעים בלוס אנג'לס - למרות מאמצים ארוכים להתמודד עם בעיית הערפיח ההיסטורית שלה - עדיין עשוי לעלות על משתמשי האנרגיה הסולארית של העיר בין 6 ל -9 מיליון דולר בשנה.

כדי לשים את המספרים האלה בהקשר, זה עשוי לעזור לחשוב במונחים של אחוזים. זיהום האוויר בדהלי, אומרים החוקרים, מסנן כ -12% מהאור, שאחרת יכול להפוך לאנרגיה סולארית. בלוס אנג'לס, מספר זה הוא כ 2 אחוזים; בשנחאי זה בערך 8 או 9 אחוזים.

השווה אלה לשולי הרווח עבור רוב חברות השמש, לעתים קרובות מישהו בטווח של 17 עד 20 אחוזים עבור מיליוני דולרים חברות, ו הרבה פחות עבור חברות קטנות יותר, והמציאות נראית די ברור: אוויר מלוכלך באמת יכול לחנוק זמן קטן השמש העסק לפני שהם מקבלים הזדמנות לגדול.

"דבר אחד אני מקווה שיקרה ממחקר זה הוא כי העסק יותר עם להתקין סוגים אלה של חיישנים שיהפכו את זה סוג של נתונים זמינים", אומר פיטרס. "חיישנים מאפשר לנו לעשות תחזיות מדויקות יותר על התפוקה של פאנלים סולאריים."

תקציר המחקר

ערפל עירוני הוא איום רב פנים. בראש ובראשונה סיכון בריאותי גדול, זה משפיע גם על מעבר האור דרך האטמוספירה התחתונה. במאמר זה אנו מציגים מחקר שעוסק בהשפעת האובך על ביצועי מתקנים פוטו-וולטאים בערים. באמצעות נתונים לטווח ארוך, נתונים ברזולוציה גבוהה מדלהי וסינגפור אנו שואבים קשר אמפירי בין הפחתת insolation וריכוז חומר חלקיק בסדר (PM2.5). גישה זו מאפשרת דרך פשוטה להעריך הפסדים הקשורים לזיהום אוויר לייצור חשמל פוטו-וולטאי בכל מקום על פני כדור הארץ. עבור דלהי, אנו מוצאים כי insolation שהתקבלו על ידי לוחות PV סיליקון הופחת על ידי 11.5% ± 1.5% או 200 קוט"ש m-2 בשנה בין 2016 ל 2017 עקב זיהום אוויר. הרחבנו את הניתוח ל -16 ערים נוספות ברחבי כדור הארץ והורדו הפחתות בין 2.0% (סינגפור) ל -9.1% (בייג'ינג). באמצעות נתוני ספקטרום מסנגפורד, הצפינו כיצד טכנולוגיות פוטו-וולטאיות אחרות יושפעו ומצאו ירידה נוספת בהשוואה לסיליקון של בין 23% יחסית ל- GAAs ו -42% עבור חומר של 1.64 eV perovskite. בהתחשב ביעדי ההתקנה הנוכחיים ובמחירים המקומיים לחשמל, אנו צופים כי הפסדים שנתיים בהכנסות ממתקנים פוטו-חשמליים עשויים לעלות על 20 מיליון דולר לדלהי בלבד, דבר המצביע על כך שהנזק הכלכלי השנתי מזיהום האוויר למפעילי אתרים פוטו-וולטאים ומשקיעים ברחבי העולם עשוי להיות מיליארדי דולרים.