Arbejder solpaneler? MIT lægger dollarbeløb på forureningens økonomiske indvirkning

I Delhi, Indien, "der er aldrig en dag uden forurening," siger Ian Marius Peters. Ved sine beregninger koster det de lokale solenergiforbrugere mindst 20 millioner dollars om året.

Delhi er heller ikke alene i dette problem. Peters, en forsker ved MIT, var medlem af en forskergruppe, der sammenlignede data fra 17 byer med henblik på at vurdere, hvordan luftforurening underminerer solpanelets effektivitet, en teknologi, der langt er belejret af kritikere for ikke helt at leve op om løftet om vedvarende energi. Arbejder solpaneler i smagfuldt vejr? Holder solpaneler rent nok i forurenet luft til at fange solens energi? Det store spørgsmål, selv om: Hvor meget penge er luftforurening suger fra solindustrien, fordi produkterne ikke leverer på deres løfte?

Det korte svar? Uklarheden i smugbyer er dårlig nok til at drive nogle solfirmaer ud af drift.

Resultaterne af deres undersøgelse optrådte tidligere i august i tidsskriftet Energi- og miljøvidenskab. For at gøre deres forskning, "Hvis deres systemer ikke fungerer som forudsagt, vil det helt sikkert ikke være behageligt, og det kan føje til skepsis over at installere solsystemer i byer," fortæller Peters. Inverse. "Jeg håber undersøgelsen viser, at hvis du installerer solpaneler i byer, der har et kendt problem med luftforurening, skal du redegøre for dette, når du gør din systemplanlægning. Hvis du gør det korrekt, så vil du kunne foretage dine forudsigelser korrekt og dine økonomiske vurderinger korrekt."

Selvfølgelig, som et spørgsmål om folkesundhed og politik, bør regeringer og industri allerede beskæftige sig med denne luftforurening allerede, men som Peters fortalte MIT News deres studie "forhåbentlig er et andet lille stykke viser, at vi virkelig bør forbedre luftkvaliteten i byer, og viser at det virkelig betyder noget."

Ved hjælp af sensorer opsamlede holdet data om luftbårne partikler, der kunne sprede, absorbere eller reflektere lys, med fokus på fine partikler mindre end 2,5 mm i diameter.

Dette materiale, hovedsageligt forbindelser som sulfater, nitrater, ammoniak, kulstof og bly, kommer hovedsagelig fra menneskeskabte kilder som auto-emissioner, støv og madlavning - selvom det går, er det ikke mindre vigtigt. Luftforurening denne størrelse er lille nok til at komme ind i ikke kun lungerne, men også blodbanen. Ifølge FN's Verdenssundhedsorganisation forårsager luftforurening hvert år omkring 6,5 millioner for tidlige dødsfald.

Mens det var mindre grusomt, var den økonomiske indvirkning på solenergiindsamling ikke mindre stærk, ifølge undersøgelsen. For hovedstaden Kolkata, i den indiske delstat Vestbredden, estimerede Peters og hans gruppe et tab på ca. 16 millioner dollars om året i solenergi. Byerne Beijing og Shanghai har hver især tabt omkring 10 millioner dollars om året ved deres beregninger.

Teamet projicerede også de foreslåede solprojekter i Los Angeles - trods lange bestræbelser på at håndtere det historiske smogproblem - kunne det stadig koste at koste byens solenergiforbrugere et sted mellem 6 millioner og 9 millioner dollar hvert år.

For at sætte disse tal i kontekst kan det hjælpe med at tænke i procentdele. Luftforurening i Dehli, siger forskerne, filtrerer ud omkring 12 procent af lyset, der ellers kunne omdannes til solenergi. I Los Angeles er tallet ca. 2 procent; i Shanghai er det omkring 8 eller 9 procent.

Sammenlign disse med fortjenstmargenerne for de fleste solfirmaer, ofte nogen i 17 til 20 procent for multimillion-dollarfirmaerne, og betydeligt mindre for de mindre firmaer, og virkeligheden ser ret klart ud: snavset luft kan virkelig chokke små tid solbranchen, før de får en chance for at vokse.

"En ting, som jeg håber vil ske fra denne undersøgelse, er, at flere forretninger med at installere disse typer af sensorer, der vil gøre denne slags data tilgængelige," siger Peters. "Sensorerne giver os mulighed for at foretage mere præcise forudsigelser om solpanelernes produktion."

Studie Abstrakt

Urban haze er en mangesidig trussel. For det meste en stor sundhedsfare påvirker det også lysets gennemgang gennem den nedre atmosfære. I dette papir præsenterer vi en undersøgelse af virkningen af ​​haze på udførelsen af ​​fotovoltaiske installationer i byer. Ved hjælp af langvarige, højopløsningsfeltdata fra Delhi og Singapore opnår vi et empirisk forhold mellem reduktion i insolation og finpartikelformig (PM2.5) koncentration. Denne tilgang giver mulighed for en simpel måde at estimere luftforurening-relaterede tab til solcelleanlæg overalt på planeten. For Delhi finder vi, at isolering modtaget af silicium-PV-paneler blev reduceret med 11,5% ± 1,5% eller 200 kWh m-2 om året mellem 2016 og 2017 som følge af luftforurening. Vi har udvidet denne analyse til 16 flere byer rundt om i verden og estimerede indskrænkningsreduktioner fra 2,0% (Singapore) til 9,1% (Beijing). Ved brug af spektrumdata fra Singapore projicerede vi, hvordan andre fotovoltaiske teknologier ville blive påvirket og fundet en yderligere reduktion i forhold til silicium på mellem 23% relativ for GaAs og 42% for et 1,64 eV perovskite materiale. I betragtning af nuværende installationsmål og lokale priser på elektricitet, projicerer vi, at årlige tab i indtægter fra solcelleanlæg kan overstige 20 mio. USD alene til Delhi, hvilket tyder på, at årlig økonomisk skade fra luftforurening til solceller og investorer over hele verden kunne være milliarder af dollars.