تاثیر قابل توجه آلودگی بر بازدهی پنلهای خورشیدی
آلودگی هوا به ویژه در مناطق شهری، میتواند به طور قابل توجهی تولید برق از پنلهای خورشیدی را کاهش دهد و لذا باید در هنگام طراحی پنلهای خورشیدی در شهرها ویا نزدیک آنها مورد توجه قرار گیرد. یان ماریوس پترز که اکنون دانشمند تحقیقاتی MIT است، در سال ۲۰۱۳ درسنگاپور در مورد میزان انرژی خورشیدی در ابرهای فوق العاده آلوده تحقیق کرد. این شهر به طور ناگهانی بقدری آلوده شد که از یک طرف خیابان، ساختمانهای دیگر آن دیده نمیشدند و هوا به شدت بوی سوختگی میداد. این رویداد که ناشی از آتش سوزی جنگلهای اندونزی بود و با الگوهای غیرمعمول باد متمرکز شده بود به مدت دو هفته ادامه داشت. در حالی که توجه دیگران به مسائل بهداشت عمومی در مورد آلودگی هوا بود، پترز و همکارانش در حال بررسی تاثیر این آلودگی بر میزان انرژی تولیدی از پنلهای خورشیدی بودند.
در حال حاضر، نتایج این تحقیق در مجله Energy & Environmental Science منتشر شده است و یافتهها نشان میدهد که این اثرات قابل توجه است. او میگوید: در برخی موارد ما میتوانیم علت تفاوت بین یک نصب موفق پنل خورشیدی و پنل دیگری که نتواند سطح انتظارات را برآورده کند متوجه شویم. پس از جمع آوری اولیه داده ها، میزان تابش خورشیدی به زمین و مقدار ذرات هوا توسط ابزارهای دیگر اندازه گیری شد. سپس پترز با همکاران دیگر برای پیدا کردن راهی برای محاسبه مقدار نور خورشید که قبل از رسیدن به پانلهای خورشیدی جذب شده یا پراکنده شده بودند اقدام کردند. البته پیدا کردن اطلاعات لازم برای تعیین میزان جذب به طور شگفت انگیزی دشوار بود.
در نهایت، آنها موفق به جمع آوری دادهها در دهلی هند شدند و توانستند طی دوسال میزان در معرض نورخورشید و آلودگی قرار گرفتن را بررسی کنند که در این تحقیق کاهش تولید برق در روزهای آلوده تایید شد. اما بر خلاف سنگاپور، آنچه که آنها متوجه شدند این بود که "در دهلی نو روز بدون آلودگی وجود ندارد". در آنجا، دریافتند که سالانه میزان افت کارایی پنل خورشیدی در حدود ۱۲ درصد است.
پترزمیگوید: "هنگامی که شما برنامه ریزی پروژه را انجام میدهید، اگر آلودگی هوا را در نظر نگیرید، مقدار کمتری انرژی خواهید داشت و تخمینی اشتباه از سرمایه گذاری بدست میاورید". پس از مطالعه دقیق آن در دهلی، تیم دادههای اولیه را از ۱۶ شهر دیگر در سراسر جهان مورد بررسی قرار دادند و اثرات آن را از ۲ درصد برای سنگاپور به بیش از ۹ درصد برای پکن، داکا، یلان بوتر و کلکته برآورد کردند. همچنین آنها به بررسی این که چگونه انواع مختلف سلولهای خورشیدی - گالیوم آرسنید، تلورید کادمیوم و پروسکیت - تحت تاثیر تیرگی قرار میگیرند پرداختند، زیرا پاسخهای طیفی آنها متفاوت بود. همه آنها بیشتر از پانلهای سیلیکونی استاندارد که در ابتدا مورد مطالعه قرار گرفتند، تحت تاثیر قرار گرفتند.
بسیاری از کشورها در سراسر جهان به سمت نصب پنلهای خورشیدی شهر حرکت میکنند و هند به دنبال ۴۰ گیگاوات (GW) از تاسیسات برق خورشیدی است، در حالی که چین در حال حاضر دارای ۲۲ گیگاوات از آنها است که اکثر این موارد در مناطق شهری هستند. محققان میگویند تاثیر این کاهش در خروجی میتواند بسیار شدید باشد. خسارت ناشی از هدر رفت تولید برق در دهلی به تنهایی میتواند سالانه ۲۰ میلیون دلار باشد و برای کلکته حدود ۱۶ میلیون دلار، پکن و شانگهای هر سال حدود ۱۰ میلیون دلار است.
