空氣污染霧霾會(huì)對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)生影響

現(xiàn)任麻省理工學(xué)院研究科學(xué)家的Ian Marius Peters于2013年在新加坡從事太陽(yáng)能研究工作，當(dāng)時(shí)他遇到了非常大的污染云。這座城市突然被濃濃的陰霾籠罩著，如此厚重，從街道的一側(cè)你看不到另一邊的建筑物，空氣中彌漫著刺鼻的氣味。由于印度尼西亞的森林大火引發(fā)并且由不尋常的風(fēng)力模式集中引發(fā)的這一事件持續(xù)了兩周，很快導(dǎo)致商店用完面罩，因?yàn)楣駬屬?gòu)他們呼吸。

雖然其他人正在解決濃空氣污染的公共衛(wèi)生問(wèn)題，但來(lái)自清潔技術(shù)能源公司的彼得斯的同事安德烈·諾布雷，其領(lǐng)域也是太陽(yáng)能，他想知道這種陰霾可能會(huì)對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出產(chǎn)生什么影響。區(qū)域。這導(dǎo)致了長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的項(xiàng)目，試圖量化城市太陽(yáng)能裝置如何受到霧霾的影響，而霧霾往往集中在密集的城市。

現(xiàn)在，該研究的結(jié)果剛剛發(fā)表在能源與環(huán)境科學(xué)雜志上，研究結(jié)果表明這些影響確實(shí)很大。在某些情況下，它可能意味著成功的太陽(yáng)能裝置與最終未能達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)水平的裝置之間的差異 - 并且可能在虧損的情況下運(yùn)行。

在最初收集到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量和其他儀器測(cè)量的空氣中顆粒物質(zhì)的數(shù)據(jù)后，彼得斯與麻省理工學(xué)院機(jī)械工程副教授Tonio Buonassisi和其他三人一起尋找計(jì)算方法在到達(dá)太陽(yáng)能電池板之前被霧霾吸收或散射的太陽(yáng)光量。找到必要的數(shù)據(jù)以確定吸收水平被證明是非常困難的。

最終，他們能夠在印度德里收集數(shù)據(jù)，提供兩年的日照和污染措施，并確認(rèn)太陽(yáng)能電池板產(chǎn)量大幅減少。但與新加坡不同的是，他們發(fā)現(xiàn)“在德里，它是不變的。從來(lái)沒(méi)有一天沒(méi)有污染，”彼得斯說(shuō)。在那里，他們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板輸出的年平均衰減水平約為12%。

雖然這可能聽(tīng)起來(lái)不是那么大，但彼得斯指出，它大于某些太陽(yáng)能裝置的利潤(rùn)空間，因此可能足以讓一個(gè)成功的項(xiàng)目和一個(gè)失敗的項(xiàng)目之間產(chǎn)生差異 - 不僅影響那個(gè)項(xiàng)目，但也可能通過(guò)阻止他人投資太陽(yáng)能項(xiàng)目而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果裝置的大小是基于該區(qū)域到達(dá)地面的預(yù)期陽(yáng)光水平，而不考慮霧霾的影響，那么它將無(wú)法滿足其預(yù)期產(chǎn)量和預(yù)期收入。

“當(dāng)你進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)，如果你沒(méi)有考慮空氣污染，那么你將會(huì)縮小規(guī)模，并對(duì)你的投資回報(bào)做出錯(cuò)誤估計(jì)，”彼得斯說(shuō)。

在詳細(xì)的德里研究之后，該團(tuán)隊(duì)檢查了來(lái)自全球其他16個(gè)城市的初步數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)新加坡的影響從2%到北京，達(dá)卡，烏蘭巴托和加爾各答的9%以上。此外，他們研究了不同類(lèi)型的太陽(yáng)能電池 - 砷化鎵，碲化鎘和鈣鈦礦 - 如何受到霧霾的影響，因?yàn)樗鼈兊墓庾V響應(yīng)不同。所有這些都比他們最初研究的標(biāo)準(zhǔn)硅面板受到的影響更大，鈣鈦礦是一種非常有前景的新型太陽(yáng)能電池材料，受影響最大(德里的衰減超過(guò)17%)。

世界上許多國(guó)家都在向更大的城市太陽(yáng)能電池板安裝邁進(jìn)，印度的目標(biāo)是40千兆瓦(GW)的屋頂太陽(yáng)能裝置，而中國(guó)已經(jīng)擁有22吉瓦的太陽(yáng)能電池板。其中大部分都在城市地區(qū)。研究人員表示，這些產(chǎn)量減少的影響可能非常嚴(yán)重。

僅在德里，發(fā)電損失的收入每年可高達(dá)2000萬(wàn)美元; 加爾各答約1600萬(wàn)美元; 該團(tuán)隊(duì)估計(jì)，對(duì)于北京和上海來(lái)說(shuō)，每年約為1000萬(wàn)美元。洛杉磯的計(jì)劃安裝可能會(huì)損失600萬(wàn)至900萬(wàn)美元。

總的來(lái)說(shuō)，他們預(yù)計(jì)，潛在的損失“很可能達(dá)到數(shù)億甚至每年數(shù)十億美元。” 他們說(shuō)，如果系統(tǒng)由于未考慮到霧霾而設(shè)計(jì)不足，這也可能影響整體系統(tǒng)的可靠性。

彼得斯說(shuō)，與減少空氣污染水平相關(guān)的主要健康益處應(yīng)該是各國(guó)采取強(qiáng)有力措施的動(dòng)力，但這項(xiàng)研究“希望是另一小部分表明我們真的應(yīng)該改善城市的空氣質(zhì)量，并表明它真的很重要。“