空气污染给太阳能生产蒙上阴影

由于空气污染和灰尘，全球太阳能生产受到重创。

根据一项新的研究，空气中的颗粒及其在太阳能电池上的积累正在使世界某些地区的能量输出减少25%以上。受影响最严重的地区也是太阳能设施投资最多的地区：中国，印度和阿拉伯半岛。

杜克大学土木与环境工程教授，该研究的主要作者迈克尔伯金说：“我在印度的同事正在展示他们的一些屋顶太阳能装置，我对这些面板的脏污感到震惊。” “我认为污垢必须影响它们的效率，但没有任何研究估计损失。所以我们整理了一个综合模型来做到这一点。”

Bergin与印度理工学院 - 甘地纳加尔和威斯康星大学麦迪逊分校的同事一起测量了IITGN太阳能电池板随着时间变得越来越脏的太阳能的减少。数据表明，每次单独放置几周后清洁面板的效率会提高50%。

研究人员还对污垢进行了取样以分析其成分，发现其中92%是灰尘，而剩余部分是由人类活动产生的碳和离子污染物组成。虽然这可能听起来很少，但是较小的人造颗粒比天然灰尘更有效地阻挡光。因此，人类对能量损失的贡献远远大于灰尘，这使得两种来源在这种情况下大致相等。

“人造颗粒也很小而且粘稠，使得清理起来更加困难，”伯金说。“你可能会认为你可以更频繁地清洁太阳能电池板，但清洁它们的次数越多，损坏它们的风险就越大。”

之前分析了污染物褪色印度的泰姬陵，Bergin已经很清楚这些不同的颗粒如何对阳光产生反应。利用他早期的工作作为基础，他创建了一个方程式，可以准确估计太阳能电池板灰尘和污染物累积所阻挡的太阳光量。

但太阳能电池板上的肮脏积聚并不是阻挡阳光的唯一因素 - 空气中的环境颗粒也具有屏蔽效应。

对于那个遮阳方程的一半，Bergin求助于Duke的气候科学教授Drew Shindell以及使用NASA GISS全球气候模型的专家。

由于气候模型已经解释了太阳能被不同类型的空气传播颗粒阻挡的能量，因此估算颗粒对太阳能的影响并不是一个延伸。美国国家航空航天局的模型还估算了全球表面沉积的颗粒物质的数量，为伯金的方程提供了基础，以计算累积的灰尘和污染会阻挡太阳光的程度。

由此产生的计算结果估计了世界各地太阳能生产的总损失。虽然美国的迁徙尘埃相对较少，但阿拉伯半岛，印度北部和中国东部等较为干旱的地区正在考虑重大损失 - 假设每月清洁，则为17%至25%或更多。如果每两个月进行一次清洁，那么这些数字会增加到25%或35%。

当然，有多个变量会影响地方和区域的太阳能发电。例如，大型建筑区域可能会在附近的太阳能电池阵列上迅速积聚灰尘。

伯金说，阿拉伯半岛的尘埃比人造污染物要多得多。但中国的情况正好相反，印度的地区也不甘落后。

伯金说：“中国已经在考虑每年损失数百亿美元，其中80%以上来自污染损失。” “随着中国可再生能源的爆炸式增长以及他们最近承诺扩大太阳能发电能力，这个数字只会上升。”

“我们一直都知道这些污染物对人类健康和气候变化都有害，但现在我们已经证明了它们对太阳能的危害程度，”伯金继续说道。“这也是全球政策制定者采用排放控制的另一个原因。”