Загрязнение воздуха сокращает производство солнечной энергии

28.06.2017, 10:30 Наука

Мировое производство солнечной энергии сильно пострадало из-за загрязнения воздуха и пыли, согласно новому исследованию Университета Дьюка и Индийского технологического института.

Команда во главе с Майклом Бергином выяснила, что в отличие от электрических котлов, как на https://технология.com.ua/populyarniye-elektricheskie-kotly/, которым не страшны загрязнения, воздушные частицы и их накопление на солнечных элементах сокращают выход энергии более чем на 25 процентов в некоторых частях мира. Наиболее пострадавшие регионы — это те, кто больше всего инвестирует в солнечные энергетические установки: Китай, Индия и страны Аравийского полуострова.

«Мои коллеги в Индии демонстрировали некоторые из своих солнечных установок, расположенных на крыше, и я был потрясен тем, насколько грязными были панели. Я думал, что грязь должна влиять на их эффективность, но не было никаких исследований, оценивающих такие потери. Поэтому мы собрали всеобъемлющую модель, чтобы сделать именно это», говорит Баргин.

Исследователи измерили сокращение солнечной энергии, собранной солнечными батареями IITGN, по мере их загрязнения. Данные показали 50-процентный скачок эффективности каждый раз, когда панели очищались после нескольких недель деятельности. Ученые проанализировали состав грязи и нашил, что 92 процента оказались пылью, а оставшаяся фракция состояла из углеродных и ионных загрязнителей, попадающих в воздух от человеческой активности. Хотя это небольшое количество, такие загрязнители блокируют свет более эффективно, чем природная пыль. В результате, вклад человека в потерю энергии намного больше, чем оказывает пыль, что делает эти два источника примерно равными в этом случае.

«Искусственные частицы небольшие и липкие, из-за чего их намного сложнее очистить», поясняют эксперты.

Основываясь на полученных результатах и более ранних расчетах, ученые создали модель, точно оценивающую количество солнечного света, заблокированного различными составами пыли и загрязнением. Полученные расчеты позволяют оценить общую потерю производства солнечной энергии в каждой части мира. В то время как Соединенные Штаты имеют относительно небольшое количество пыли, более засушливые регионы, такие как Аравийский полуостров, Северная Индия и Восточный Китай, испытывают значительные потери — от 17 до 25 процентов или более, при условии ежемесячной уборки. Если очистка происходит каждые два месяца, эти цифры достигают 25-35 процентов.

Исследователи добавили, что есть несколько переменных, которые влияют на производство солнечной энергии, как на местном, так и на региональном уровне. Например, большая строительная зона может вызвать более быстрое накопление пыли на соседней солнечной батарее. По словам Бергина, Аравийский полуостров теряет гораздо больше солнечной энергии, чем загрязняет ее. Но обратное верно для регионов Китая.

«Китай уже теряет десятки миллиардов долларов каждый год, причем более 80 процентов из них приходится на потери из-за загрязнения. В результате взрыва технологий возобновляемых источников энергии, происходящего в Китае, и их недавней приверженности расширению мощности солнечной энергии, это число будет расти», добавляют ученые.

«Мы всегда знали, что эти загрязнители плохи для здоровья человека и изменения климата, но теперь мы показали, насколько они плохи для использования солнечной энергии», продолжил Бергин. «Это еще одна причина, из-за которой следует принять меры по контролю за выбросами».