Zanieczyszczenia powietrza zmniejszają produkcję energii ze Słońca

Zanieczyszczenie powietrza poważnie ogranicza możliwości produkcji energii z ogniw słonecznych. Z przeprowadzonych właśnie badań wynika, że gromadzące się na ogniwach zanieczyszczenia zmniejszają produkcję energii słonecznej nawet o 25%. Co gorsza, największe problemy tego rodzaju występują tam, gdzie najwięcej inwestuje się w energetykę słoneczną, w Chinach, Indiach i na Półwyspie Arabskim. Są to bowiem regiony o bardzo dużym zanieczyszczenia powietrza.

Moi koledzy z Indii pokazali mi niektóre instalacje na dachach i byłem zaskoczony, jak brudne były panele – mówi główny autor badań profesor Michael Bergin z Duke University. Pomyślałem, że brud wpływa na wydajność instalacji, ale okazało się, że nikt nie badał tego problemu, więc postanowiliśmy zrobić do sami – stwierdził.

Bergin wraz z grupą naukowców z Indyjskiego Instytutu Technologii Gandhinagar i University of Wisconsin-Madison przeprowadzili pomiary, dotyczące spadku wydajności paneli słonecznych wynikającego z gromadzenia się zanieczyszczeń. Uczeni stwierdzili, że za każdym razem, gdy po kilku tygodniach czyścili panele, efektywność instalacji zwiększała się o 50%.

Naukowcy zbadali też skład zanieczyszczeń i odkryli, że w 92% składają się one z kurzu, a pozostałe 8% to węgiel i jony pochodzenia antropogenicznego. Mimo, że odsetek zanieczyszczeń antropogenicznych wydaje się niewielki, to jednak stanowią one bardzo poważny problem. Małe cząstki zanieczyszczeń emitowanych przez człowieka znacznie lepiej blokują światło niż duże cząstki kurzu. Dlatego też, jak stwierdzili badacze, oba źródła zanieczyszczeń – naturalne i antropogeniczne – w równym stopniu przyczyniają się do spadku efektywności instalacji. Cząstki wyemitowane przez człowieka są małe i lepkie, przez co trudniejsze do usunięcia. Pierwsze, co przychodzi do głowy, to potrzeba częstego czyszczenia paneli, ale im częściej się je czyści, tym większe ryzyko ich uszkodzenia – mówi Bergin.

Bergin, który już wcześniej zajmował się wpływem zanieczyszczeń na utratę kolorystyki świątyni Tadż Mahal, dobrze zna charakterystykę indyjskiego powietrza. Na podstawie swoich poprzednich doświadczeń stworzył równanie, które pozwala na dokładne obliczenie spadku wydajności paneli słonecznych z powodu zanieczyszczeń o różnym składzie. O pomoc w stworzeniu równania poprosił Drew Shindella, eksperta od modelu klimatycznego NASA GISS Global Climate Model. Jako, że model ten służy m.in. do szacowania ilości światła słonecznego blokowanego w skali globu przez różnego typu zanieczyszczenia, uczeni byli w stanie stworzyć algorytm, kóry pozwala liczenie spadku wydajności paneli słonecznych dla całego świata.

I tak na przykład dowiadujemy się z niego, że w USA nie powinniśmy spodziewać się większego spadku wydajności, gdyż nad Stany Zjednoczone napływa stosunkowo niewiele kurzu i pyłu z zewnątrz. Jednak na Półwyspie Arabskim, na północy Indii i na wschodzie Chin spadek wydajności instalacji słonecznej sięgnie 17-25 procent jeśli panele będą czyszczone raz w miesiącu, a jeśli będziemy czyścili je raz na dwa miesiące, to wydajność paneli może zmniejszyć się nawet o 35%. Oczywiście na to wszystko mogą nakładać się warunki lokalne. Jeśli w pobliżu naszych paneli będzie wznoszony jakiś budynek, to zanieczyszczenia z budowy dodatkowo zmniejszą wydajność instalacji.

O ile wspomniany Półwysep Arabski traci na wydajności instalacji słonecznych głównie z powodu pyłu i kurzu z pustyń, to w Indiach i Chinach głównym winowajcą są zanieczyszczenia antropogeniczne. Z powodu zanieczyszczenia środowiska Chiny każdego roku tracą dziesiątki miliardów dolarów. Państwo Środka bardzo intensywnie rozwija ostatnio energetykę słoneczną, a to oznacza, że straty będą się zwiększały. Zawsze wiedzieliśmy, że zanieczyszczenia są szkodliwe dla człowieka i przyczyniają się do zmiany klimatu. Teraz wykazaliśmy, że szkodzą również energetyce słonecznej. To kolejny powód, by ściślej kontrolować emisję – dodaje Bergin.

energetyka słoneczna panele słoneczne zanieczyszczenie wydajność