Pracují solární panely? MIT vloží částku dolaru na ekonomický dopad znečištění

V Dillí v Indii „nikdy není den bez znečištění,“ říká Ian Marius Peters. Svými výpočty stojí místní uživatele solární energie nejméně 20 milionů dolarů ročně.

Ani Dillí není v této nesnáze sama. Peters, výzkumný pracovník na MIT, byl členem výzkumné skupiny, která srovnávala data ze 17 měst ve snaze posoudit, jak znečištění ovzduší podkopává účinnost solárního panelu, což je technologie, kterou kritici kritizují za to, že ne zcela naplnili slib příslibů obnovitelná energie. Pracují solární panely ve smoggy počasí? Jsou solární panely dostatečně čisté ve znečištěném vzduchu, aby zachytily sluneční energii? Velká otázka: Kolik peněz je znečištění ovzduší ze solárního průmyslu, protože produkty neplní svůj slib?

Krátká odpověď? Opar ve smoggy městech je dost špatný, aby řídil některé solární firmy z podnikání.

Výsledky jejich vyšetřování se objevily na začátku tohoto srpna v časopise Energetika a environmentální vědy. Chcete-li t

„Pokud jejich systémy nefungují podle očekávání, rozhodně to nebude příjemné a mohlo by to přispět ke skepse ohledně instalace solárních systémů ve městech,“ říká Peters. Inverzní. „Doufám, že studie ukáže, že pokud instalujete solární panely ve městech, které mají známý problém se znečištěním ovzduší, musíte to zohlednit při plánování systému. Pokud to uděláte správně, budete moci správně předpovědět své předpovědi a své finanční hodnocení správně. “

Je samozřejmé, že jako záležitost veřejného zdraví a politiky by se vlády a průmysl měly zabývat tímto znečištěním ovzduší již nyní, ale jak Peters řekl MIT News, jejich studie „doufejme, že je to další malá ukázka toho, že bychom ve skutečnosti měli zlepšit kvalitu ovzduší ve městech, a ukazuje, že to opravdu záleží. “

Pomocí senzorů tým shromáždil údaje o vzdušných částicích, které by mohly rozptylovat, absorbovat nebo odrážet světlo, přičemž se zaměřují na jemné částice o průměru menším než 2,5 milimetru.

Tento materiál, především sloučeniny jako sírany, dusičnany, amoniak, uhlík a olovo, pochází většinou z umělých zdrojů, jako jsou emise z aut, prachu a vaření - i když to není o nic méně důležité. Znečištění ovzduší této velikosti je dost malé na to, aby vstupovalo nejen do plic, ale i do krevního oběhu. Podle Světové zdravotnické organizace OSN způsobuje znečištění ovzduší každoročně asi 6,5 milionu předčasných úmrtí.

Ekonomický dopad na sběr solární energie byl podle studie, i když méně hrůzný, o nic menší. Pro hlavní město Kolkata, v indickém státě Západní Bengálsko, Peters a jeho skupina odhadovali ztrátu ve výši přibližně 16 milionů dolarů ročně na solární energii. Města Peking a Šanghaj každý z nich při svých výpočtech ztratily přibližně 10 milionů dolarů ročně.

Tým také předpokládal, že navrhované solární projekty v Los Angeles - navzdory dlouhým snahám o řešení historického smogového problému - budou pravděpodobně stát náklady na uživatele solární energie ve městě někde mezi 6 miliony až 9 miliony dolarů ročně.

Aby se tato čísla dala v kontextu, mohlo by to pomoci přemýšlet v procentech. Znečištění ovzduší v Dehli, říkají vědci, filtruje asi 12 procent světla, které by jinak mohlo být přeměněno na sluneční energii. V Los Angeles je toto číslo asi 2 procenta; v Šanghaji je to asi 8 nebo 9 procent.

Porovnejte je se ziskovými maržemi pro většinu solárních firem, často v rozsahu 17 až 20% pro firmy s více miliony dolarů a podstatně méně pro menší firmy, a realita vypadá docela jasně: špinavý vzduch může opravdu udusit malý čas solární podnikání, než dostanou šanci růst.

„Jedna z věcí, která, jak doufám, se stane z této studie, je, že více obchodů s instalováním těchto typů senzorů umožní zpřístupnit tento druh dat,“ říká Peters. „Senzory nám umožňují provádět přesnější předpovědi o výkonu solárních panelů.“

Studijní abstrakt

Městský opar je mnohostranná hrozba. Především hlavní zdravotní riziko ovlivňuje také průchod světla nižší atmosférou. V tomto příspěvku předkládáme studii zabývající se dopadem oparu na výkon fotovoltaických zařízení ve městech. Při použití dlouhodobých dat s vysokým rozlišením z Dillí a Singapuru odvozujeme empirický vztah mezi snížením koncentrace a koncentrací jemných částic (PM2,5). Tento přístup umožňuje přímý způsob odhadu ztrát způsobených znečištěním ovzduší fotovoltaické energie kdekoli na planetě. Pro Dillí jsme zjistili, že v letech 2016 až 2017 se v důsledku znečištění ovzduší snížilo o 11,5% ± 1,5% nebo 200 kWh m − 2 za rok. Tuto analýzu jsme rozšířili na 16 dalších měst po celé planetě a odhadli jsme snížení intenzity slunečního záření v rozmezí od 2,0% (Singapur) do 9,1% (Peking). Pomocí dat ze spektra ze Singapuru jsme navrhli, jak budou ovlivněny další fotovoltaické technologie, a zjistili další snížení oproti křemíku mezi 23% relativní pro GaAs a 42% pro materiál s 1,64 eV perovskitem. S ohledem na současné instalační cíle a místní ceny elektřiny předpokládáme, že roční ztráty v příjmech z fotovoltaických zařízení by mohly překročit 20 milionů USD pro samotný Dillí, což naznačuje, že roční ekonomické škody způsobené znečištěním ovzduší provozovatelům fotovoltaických zařízení a investorům na celém světě by mohly být miliardy dolarů.