中国正在迅速扩大其太阳能供应，希望到2030年能满足全国10%的电力需求。但是有一个问题：严重的空气污染正在阻挡太阳光，大大降低了中国的太阳能输出，特别是在该国北部和东部地区。
根据普林斯顿大学的研究，这个问题在冬天最严重。根据普林斯顿大学的研究，这些地区的空气污染平均会阻挡约20%的阳光到达太阳能电池板阵列。这使得冬季空气污染对太阳能生产的影响与云一样重要，长期以来一直被认为是影响太阳能生产的主要因素。
该研究发表在《美国国家科学院院刊》上，该研究表明，在中国北方和东部污染最严重的地区，气溶胶污染正在使太阳能发电的潜力每平方米减少多达半千瓦时。每天或最多35%。这足以为吸尘器供电一小时，洗12磅衣物或在笔记本电脑上工作5至10个小时。
燃烧化石燃料会增加大气中的气溶胶浓度。其他研究人员已经认识到，这些气溶胶，包括硫酸盐，硝酸盐，黑碳颗粒和棕色有机化合物，正在导致中国大部分地区的太阳能变暗。但是以前的研究还没有计算出大气中有多少气溶胶正在降低中国的太阳能发电效率。
“中国和印度等空气污染严重，发展迅速的发展中国家，例如中国和印度，常常忽略了气溶胶在规划中的作用，但这可能是一个重要的考虑因素，”李小远博士说。 .D。普林斯顿大学土木与环境工程系的候选人，也是该研究的主要作者。
为了计算有多少太阳辐射到达地面上的太阳能阵列，科学家使用了所谓的太阳能光伏性能模型，并结合了来自NASA仪器的卫星数据，这些仪器测量了太阳的辐照度并分析了大气中的气溶胶成分和云层。他们在2003年至2014年期间进行了九次单独的分析，覆盖了整个中国，以比较采用和不采用跟踪太阳在天空中移动的技术的气溶胶与云对太阳能发电的影响。
1935年杰出能源教授，可再生能源与适当能源实验室主任丹尼尔·卡门说：“发电厂，车辆，生物质燃烧和自然事件(例如沙尘暴)产生的颗粒污染”可能是太阳能发电的主要障碍。没有参与这项研究的加利福尼亚大学伯克利分校。他说，这项研究“使用严格的大气化学模型”来量化污染如何影响到达地面的太阳辐射量，“具有讽刺意味的是，这也可以用来确定减少碳排放的清洁能源效益”。
李克强说，这项研究的发现将进一步刺激中国和印度等国家减少气溶胶的排放，从而减少污染，从而在提高健康水平的同时，更快地增加其太阳能发电量。李说，还有一个良性循环的潜力：扩大太阳能生产可以减少对化石燃料的依赖，从而减少阻碍太阳能发电的排放量。这将向电网输送更多的太阳能-反过来，这应进一步减少对化石燃料的需求。
这些发现还可以帮助确定在哪里建造新的太阳能电池阵列。中国的气溶胶污染高度集中在工业化的城市化地区，而偏远的人口稀少地区的空气更加清洁。如果研究能够量化多少空气污染正在减少太阳能输出，那么政策制定者可以权衡从较清洁地区向较脏地区传输电力的成本，而不是通过建造更多阳光照射地面的阵列来产生更多电力的好处。
环境工程与国际事务学教授，曾任李教授的顾问并帮助开展了这项研究的丹尼斯·L·毛泽拉尔说：“减少因云造成的太阳能发电在过去一直是人们关注的重点。” “但这是在确定太阳能光伏电池发电能力时首次考虑到大气污染的方法之一。”
对于他们的下一个项目，研究人员正在将他们的分析扩展到世界其他地区，包括印度，印度的空气污染水平与中国一样高。除了大气中的空气污染物如何通过吸收阳光来减少发电量之外，他们还将研究空气污染物如何通过弄脏太阳能电池板本身而减少发电量。
