由于空气污染和灰尘全球太阳能生产正遭受重大打击

2019-10-21 08:24:06

根据一项新研究,空气中的微粒及其在太阳能电池上的积聚正在使世界某些地区的能量输出减少25%以上。受灾最严重的地区还包括对太阳能装置投资最多的地区:中国,印度和阿拉伯半岛。该研究在线发表于6月23日的《环境科学与技术快报》上。

杜克大学土木与环境工程学教授,该研究的主要作者迈克尔•贝尔金说:“我在印度的同事们在炫耀他们的一些屋顶太阳能装置,令我震惊的是,面板太脏了。” “我认为污垢必须影响它们的效率,但是目前尚无任何估算损失的研究。因此,我们建立了一个综合模型来做到这一点。”

贝尔金与印度理工学院甘地那加尔分校和威斯康星大学麦迪逊分校的同事一起,测量了随着时间的推移,IITGN太阳能电池板收集到的太阳能减少的情况。数据显示,单独放置几周后,每次清洁面板的效率都会提高50%。

研究人员还采样了污垢以分析其成分,发现其中92%是灰尘,而其余部分则是来自人类活动的碳和离子污染物。尽管这听起来像是少量的,但较小的人造颗粒比天然灰尘更有效地阻挡了光。结果,人类对能量损失的贡献远大于尘土造成的损失,在这种情况下,这两种来源的抵抗力大致相等。

贝尔金说:“人造颗粒又小又粘,因此很难清除。” “您可能认为您可以更频繁地清洁太阳能电池板,但是清洁越多,损坏太阳能电池板的风险就越大。”

此前,卑尔根已经分析了使印度泰姬陵变色的污染物,所以他们对这些不同的粒子如何对阳光产生反应已经有了一个很好的认识。他以之前的工作为基础,创建了一个方程,该方程可以准确地估计由不同比例的太阳能电池板灰尘和污染累积所阻挡的阳光量。

但是,在太阳能电池板上积聚的灰尘并不是唯一阻挡阳光的东西-空气中的环境颗粒也具有屏蔽作用。

对于那一半的防晒方程,贝尔金求助于杜克大学气候科学教授,使用NASA GISS全球气候模型的专家德鲁·辛德尔。

由于气候模型已经考虑了被不同类型的空气传播颗粒阻挡的太阳能量,因此估算颗粒对太阳能的影响并不是一件容易的事。NASA模型还估算了沉积在全球表面上的颗粒物的数量,这为Bergin方程提供了基础,该方程可计算多少阳光将被累积的灰尘和污染阻挡。

计算结果估算出世界各地太阳能生产的总损失。尽管美国的迁徙粉尘相对较少,但假设每月进行清洁,阿拉伯半岛,印度北部和中国东部等较干旱的地区正在遭受严重的损失-17%至25%或更多。如果每两个月进行一次清洁,则该数字将上升到25%或35%。

当然,有多个变量会影响地方和地区的太阳能发电。例如,较大的建筑区域可能会导致附近太阳能电池板上的灰尘迅速堆积。

卑尔根说,阿拉伯半岛的尘埃损失的太阳能要多于人造污染物。但是,相反的情况适用于中国地区,而印度地区也紧随其后。

贝尔金说:“中国已经在考虑每年损失数百亿美元,其中超过80%来自污染造成的损失。” “随着中国可再生能源的爆炸式增长以及他们最近致力于扩大太阳能发电能力的承诺,这个数字只会增加。”

贝尔金继续说:“我们一直知道这些污染物对人类健康和气候变化有害,但是现在我们已经证明了它们对太阳能的危害性。” “这是全球决策者采用排放控制的另一个原因。”

这项工作得到了美国国际开发署和杜克大学副教务长办公室的支持。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。