空气污染作怪危害太阳能发电功率 潜在丢失每年或高达数十亿美元

前瞻头条 / 2018年09月10日 08:03

通讯

Ian Marius Peters 现在是麻省理工学院 ( MIT ) 的研讨科学家,于 2013 年在新加坡从事太阳能研讨作业,其时他遭受了十分严峻的污染云。彼时这座城市俄然被一团稠密的雾霾笼罩,从大街的一边看不见街对面的修建,空气中弥漫着焚烧的冲鼻气味。这场由印尼森林大火引发、并受稀有风力形式的推进加重了空气污染,使得该现象继续了两周。这很快就导致商店里的口罩遭市民们哄抢,因为口罩能够协助市民们在呼吸时过滤掉一些污染物。

当其他人在评论严峻的空气污染对公共健康形成的影响时,Peters 的搭档 Andre Nobre ( 来自 Cleantech Energy Corp.,相同也从事太阳能研讨作业 ) 想知道,这些雾霾会对该区域太阳能电池板的发电量发生什么影响。这导致了一个长达数年的项目,企图量化城市太阳能设备受雾霾影响的程度。而雾霾往往会集在人口密布的城市。

现在,这项研讨的成果刚刚宣布在《动力与环境科学》 ( Energy & Environmental Science ) 杂志上,研讨成果标明,这些影响的确是巨大的。在某些状况下,这可能意味着成功设备的太阳能发电设备实践发电与终究未能抵达预期生产水平的差异 -- 并有可能呈现营运亏本的状况。

在开始收集了抵达地上的太阳辐射数据以及使用其他仪器丈量了空气中颗粒物的数量后,Peters 曾与麻省理工学院机械工程的副教授 Buonassisi 以及其他三人一同协作,找到了一种方法来核算在抵达太阳能电池板之前被雾霾吸收或散射的太阳量。要找到必要的数据来断定被吸收的太阳量,被证明是十分困难的。

终究,他们在印度德里收集了数据,供给了两年内日照和污染的丈量数据,并证明了太阳能电池板发电量的明显下降。但与新加坡不同的是,他们发现 " 在德里,这是常态 "。没有一天是没有污染的。在那里,他们发现太阳能电池板发电量的年平均衰减水平大约是 12%。

尽管这听起来量不大,但 Peters 指出它大于某些太阳能设备的赢利空间,因而可能足以让一个成功的项目和一个失利的项目之间发生差异 -- 不只影响该项目 , 但也可能发生连锁反应 , 阻挠其他人出资太阳能项目。假如一个设备的巨细是根据抵达该区域地上的预期日照水平,而不考虑雾霾的影响,那么它将达不到预期的产值和收入。

Peters 说 :" 当你在做项目规划时,假如你没有考虑到空气污染,实践项目规划会缩小,你的出资回报率就会得到过错的估量。"

在对德里的具体研讨之后,研讨小组对世界上其他 16 个城市的开始数据进行了剖析,发现影响程度从新加坡的 2% 到北京、达喀尔、乌兰巴托和加尔各答的 9% 以上不等。此外,他们还调查了不同类型的太阳能电池——砷化镓、碲化镉和钙钛矿——怎么遭到雾霾的影响,因为它们的光谱呼应不同。与他们开始研讨的规范硅板比较,这些资料遭到的影响更大,其间最有出路的新式太阳能电池资料钙钛矿遭到的影响最大 ( 在德里衰减超越 17% ) 。

世界上许多国家都在尽力添加城市太阳能电池板的设备,印度计划在房顶设备 400 千兆瓦太阳能电池板,而我国已经有 22 千兆瓦。其间大部分在城市区域。因而,研讨人员说,这些减产的影响可能相当严峻。

研讨小组估量,仅在德里,每年发电形成的收入丢失就可能高达 2000 万美元 ; 加尔各答约为 1600 万美元 ; 北京和上海的每年约为 1000 万美元。计划在洛杉矶设备的太阳能设备可能会丢失 600 万到 900 万美元。

他们估计,总的来说,潜在的丢失 " 每年可能高达数亿美元,乃至数十亿美元 "。他们说,假如因为没有考虑到雾霾而导致体系规划缺乏,这也可能影响整个体系的可靠性。

Peters 说,与削减空气污染水平相关的首要健康好处应该足以鼓励各国采纳有力办法,但这项研讨 " 期望是另一项小发现,标明咱们的确应该改进城市空气质量,并着重这真的很重要。"

研讨团队还包含新加坡 Cleantech Energy Corp. 的 S. Karthik 和新加坡国立大学的 Haohui l。这项作业得到了新加坡国家研讨基金会、新加坡 - 麻省理工研讨与技能联盟以及美国动力部和国家科学基金会的支撑。

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