Adakah Panel Suria Beroperasi? MIT Meletakkan Amaun Dolar terhadap Impak Ekonomi Pencemaran

Di Delhi, India, "tidak ada hari tanpa pencemaran," kata Ian Marius Peters. Dengan pengiraannya, ia menelan pengguna tenaga solar tempatan sekurang-kurangnya $ 20 juta setiap tahun.

Delhi tidak bersendirian dalam masalah ini. Peters, seorang penyelidik di MIT, adalah ahli kumpulan penyelidikan yang membandingkan data dari 17 bandaraya dalam usaha untuk menilai bagaimana pencemaran udara menjejaskan keberkesanan panel solar, teknologi yang lama diabaikan oleh pengkritik kerana tidak cukup memenuhi janji tenaga yang boleh diperbaharui. Adakah panel solar berfungsi dalam cuaca yang lembap? Adakah panel solar kekal bersih dalam udara tercemar untuk menangkap tenaga matahari? Soalan besar, walaupun: Berapa banyak wang pencemaran udara yang menghisap dari industri suria kerana produk tidak menyampaikan janji mereka?

Jawapan pendek? Jerebu di bandar-bandar yang basah itu cukup buruk untuk memacu beberapa firma suria keluar dari perniagaan.

Keputusan siasatan mereka muncul awal bulan Ogos ini dalam jurnal Tenaga & Sains Alam Sekitar. Untuk melakukan penyelidikan, "Jika sistem mereka tidak berfungsi seperti yang diramalkan, ia pasti tidak menyenangkan dan ia mungkin menambah keraguan mengenai pemasangan sistem solar di bandar-bandar," kata Peters. Songsang. "Saya harap kajian ini menunjukkan bahawa jika anda memasang panel solar di bandar-bandar yang mempunyai masalah yang diketahui dengan pencemaran udara, anda perlu mengambil kira ini apabila anda melakukan perancangan sistem anda. Jika anda melakukan ini dengan betul, maka anda akan dapat membuat ramalan anda dengan betul dan penilaian kewangan anda dengan betul."

Jelas sekali, sebagai isu kesihatan awam dan dasar, kerajaan dan industri sepatutnya berhadapan dengan pencemaran udara ini, tetapi ketika Peters memberitahu MIT News, kajian mereka "semoga merupakan satu lagi sekeping menunjukkan bahawa kita benar-benar harus meningkatkan kualiti udara di bandar-bandar, dan menunjukkan bahawa ia benar-benar penting."

Menggunakan sensor, pasukan mengumpul data mengenai perkara partikel udara yang boleh menyebarkan, menyerap, atau mencerminkan cahaya, memberi tumpuan kepada zarah halus kurang daripada 2.5 milimeter.

Bahan ini, terutamanya sebatian seperti sulfat, nitrat, ammonia, karbon dan plumbum, kebanyakannya berasal dari sumber buatan manusia seperti pelepasan gas, habuk dan memasak - walaupun di mana ia pergi tidak kurang pentingnya. Pencemaran udara saiz ini cukup kecil untuk memasuki bukan sahaja paru-paru, tetapi aliran darah juga. Menurut Pertubuhan Kesihatan Dunia PBB, pencemaran udara menyebabkan kira-kira 6.5 juta kematian prematur setiap tahun.

Walaupun kurang mengerikan, kesan ekonomi ke atas koleksi tenaga solar tidaklah begitu ketara, menurut kajian itu. Bagi ibukota Kolkata, di negeri Bengal Barat, Peters dan kumpulannya menganggarkan kerugian kira-kira $ 16 juta setahun dalam pulangan tenaga solar. Bandar-bandar Beijing dan Shanghai masing-masing telah kehilangan kira-kira $ 10 juta setiap tahun melalui pengiraan mereka.

Pasukan itu juga memproyeksikan bahawa projek suria yang dicadangkan di Los Angeles - walaupun usaha panjang untuk menangani masalah asap bersejarahnya - masih boleh menyebabkan pengguna tenaga suria di bandar antara $ 6 juta dan $ 9 juta setiap tahun.

Untuk meletakkan angka-angka ini dalam konteks, ia mungkin membantu untuk berfikir dari segi peratusan. Pencemaran udara di Dehli, kata para penyelidik, menyaring kira-kira 12 peratus cahaya yang boleh diubah menjadi tenaga solar. Di Los Angeles, jumlah itu kira-kira 2 peratus; di Shanghai ia adalah sekitar 8 atau 9 peratus.

Bandingkan ini dengan margin keuntungan untuk kebanyakan firma suria, kerap seseorang dalam lingkungan 17 hingga 20 peratus untuk firma berjuta-juta dolar, dan jauh lebih rendah untuk firma-firma yang lebih kecil, dan realiti kelihatan cukup jelas: udara kotor boleh benar-benar tercekam masa kecil perniagaan solar sebelum mereka mendapat peluang untuk berkembang.

"Satu perkara yang saya harap akan berlaku dari kajian ini ialah lebih banyak perniagaan dengan memasang jenis sensor yang akan membuat data seperti ini tersedia," kata Peters. "Sensor membolehkan kita membuat ramalan yang lebih tepat tentang keluaran panel solar."

Kajian Abstrak

Jerebu bandar adalah ancaman pelbagai rupa. Terutama bahaya kesihatan utama, ia juga memberi kesan kepada cahaya melalui atmosfera yang lebih rendah. Dalam makalah ini, kami membentangkan kajian menangani kesan jerebu terhadap prestasi pemasangan fotovoltaik di bandar-bandar. Menggunakan data medan panjang yang panjang, resolusi tinggi dari Delhi dan Singapura, kami memperolehi hubungan empirikal antara pengurangan insolasi dan kepekatan halus halus (PM2.5). Pendekatan ini membolehkan cara mudah untuk menganggarkan kerugian berkaitan pencemaran udara kepada penjanaan kuasa photovoltaic di mana sahaja di planet ini. Bagi Delhi, kami mendapati bahawa insolasi yang diterima oleh panel PV silikon dikurangkan sebanyak 11.5% ± 1.5% atau 200 kWh m-2 setahun antara 2016 dan 2017 disebabkan oleh pencemaran udara. Kami memperluaskan analisis ini ke 16 bandar-bandar lain di seluruh planet ini dan dianggarkan pengurangan insolasi antara 2.0% (Singapura) hingga 9.1% (Beijing). Menggunakan data spektrum dari Singapura, kami memproyeksikan bagaimana teknologi fotovoltaik lain akan terjejas dan mendapati pengurangan tambahan berbanding silikon antara 23% relatif untuk GaAs dan 42% untuk bahan perovskite 1.64 eV. Memandangkan sasaran pemasangan semasa dan harga tempatan untuk elektrik, kami mencadangkan kerugian tahunan hasil daripada pemasangan fotovoltaik boleh melebihi 20 juta USD untuk Delhi sahaja, menunjukkan bahawa kerosakan ekonomi tahunan dari pencemaran udara ke pengendali tapak fotovoltaik dan pelabur di seluruh dunia boleh berbilion-bilion dolar.