Ogromne zanieczyszczenie powietrza w Indiach negatywnie wpływa na produkcję energii ze słońca. Eksperci podkreślają, że rosnące zanieczyszczenie powietrza w Indiach utrudnia prawidłowe, wydajne funkcjonowanie paneli fotowoltaicznych — tym samym podkopując efekty miliardowych inwestycji w energetykę słoneczną, jakie są od lat podejmowane w tym kraju. Naukowcy udowodnili, że zatruwający miliony ludzi smog każdego roku pogarsza uzysk energii z fotowoltaiki o ponad 25 procent — o wiele więcej, niż dotychczas przypuszczano.

25% mniej energii uzyskiwanej z fotowoltaiki – winny jest smog

W pierwszych tego typu badaniach naukowcy z Indii i Ameryki sprawdzili, jak wielka ilość spośród pyłu zawieszonego obecnego w smogu ulega depozycji na powierzchni paneli fotowoltaicznych, przyczyniając się do znacznego zmniejszenia ilości energii słonecznej przekształconej w energię elektryczną. Odkryli, że osadzający się na panelach pył zawieszony (PM2.5 oraz PM10) powoduje znaczne zmniejszenie uzysku energii. Biorąc pod uwagę obecny poziom produkcji energii ze słońca w Indiach, straty spowodowane smogiem mogą wynosić nawet 3 900 MW. To sześć razy więcej niż moc zainstalowana na największej spośród farm fotowoltaicznych w Indiach, złożonej z 2.5 miliona paneli. ”Proste obliczenia ukazują, jak wielka jest ilość energii, którą tracimy na skutek wpływu smogu na panele fotowoltaiczne” – podkreśla profesor Chinmay Ghoroi, współautor badań.

Eksperci twierdzą, że spowodowane zanieczyszczeniem powietrza straty uzysku energii elektrycznej będą tym bardziej widoczne, im większy będzie udział fotowoltaiki w strukturze produkowania energii w Indiach.

źródło: phys.org

Pył, kurz i brud zagraża fotowoltaicznej potędze

Indie, będące trzecim co do wielkości emisji zanieczyszczeń na świecie trucicielem powietrza, obecnie kładą wielki nacisk na fotowoltaikę. Do setek spośród najbiedniejszych właścicieli gospodarstw domowych trafiają dotacje na instalowanie paneli fotowoltaicznych, co często jest dla nich jedyną opcją dostępu do energii elektrycznej — nie stać ich na rachunki za prąd, więc produkcja własnej energii jest często jedynym rozwiązaniem. Z uwagi na sprzyjające warunki klimatyczne, władze Indii wspierają rozwój fotowoltaiki. Podczas szczytu klimatycznego w Paryżu w 2015 roku Indie zobowiązały się zmniejszyć emisję dwutlenku węgla (a co za tym idzie, również innych, znacznie bardziej szkodliwych zanieczyszczeń powietrza). Obiecały również osiągnąć poziom 40% energii produkowanej ze źródeł odnawialnych do 2030 roku. Kraj ten znajduje się na dobrej ścieżce, aby osiągnąć tak ambitny cel. Jednak w świetle tych postanowień negatywny wpływ smogu na uzysk energii z fotowoltaiki wydaje się tym bardziej palącą kwestią. Nowe panele fotowoltaiczne są instalowane w Indiach w takich ilościach, że prognozy wskazują nawet na podwojenie mocy zainstalowanej jeszcze w tym roku. Tym samym, Indie wyprzedziłyby Japonię, tym samym zajmując pozycję trzeciego na świecie producenta energii ze słońca.

Im większy rozwój energetyki słonecznej, tym większe straty za sprawą zanieczyszczeń

Niepokojące jest, że wraz ze spektakularnym rozwojem energetyki słonecznej można się spodziewać również „ogromnego wzrostu straconych pieniędzy na skutek zmniejszania wydajności produkcji energii za sprawą smogu” – alarmuje Mike Bergin, profesor z Duke University w Karolinie Północne.  Kierował on badaniami nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na uzysk energii z fotowoltaiki. ”Pamiętajmy, że mówimy tu o stratach wynoszących miliardy dolarów” – podkreśla wagę problemu.

Dobrze znany problem: jak funkcjonowała fotowoltaika na pustyni?

Kurz i pył od dawna stanowiły znaczące utrudnienie dla farm fotowoltaicznych w pustynnych lokalizacjach takich jak Rajasthan czy Gujarat, gdzie używano automatycznych wycieraczek, aby dokładnie czyścić panele fotowoltaiczne po piaskowych burzach. Nowe badania potwierdziły to, co instalatorzy fotowoltaiki podejrzewali od dawna — duszący dym ze spalin samochodowych, elektrowni węglowych, zakładów przemysłowych i pożarów wysypisk śmieci szkodzi nie tylko ludziom i środowisku naturalnemu, ale również zmniejsza uzysk energii ze słońca. Cząsteczki osiadające na panelach fotowoltaicznych na skutek smogu znacznie mocniej blokuje światło słoneczne niż zwyczajny kurz i pył (taki, jak występuje na terenach pustynnych), a także jest znacznie trudniejszy do usunięcia.

Jak pył ogranicza produkcje energii ze słońca w aglomeracjach

Szczególnie dużo kłopotów przysparza to w północnych Indiach, gdzie drobne frakcje pyłu zawieszonego w ogromnym stopniu przyczyniają się do osłabienia jakości powietrza. Według Vinaya Rutagi, dyrektora firmy konsultingowej z branży fotowoltaiki, panele fotowoltaiczne w Dehli — jednym z najbardziej zanieczyszczonych miast na świecie — produkują blisko 30% mniej energii elektrycznej, niż identyczna instalacja położona 40 kilometrów dalej. ”Przyczyną tego jest nieustanne zamglenie, zanieczyszczenie i duża ilość opadających pyłów”, wyjaśnia Rutagi. ”Dostępnych jest wiele dowodów w postaci pomiarów wydajności instalacji, potwierdzających występowanie tego zjawiska” – podkreśla. Wyniki badań są szczególnie niepokojące, biorąc pod uwagę, że 40% energii z fotowoltaiki w Indiach do 2022 roku będzie pochodzić z dachowych instalacji w strefach przemysłowych, centrach miast i aglomeracjach. Takie tereny mają tendencję do znacznych zanieczyszczeń powietrza, co w dużym stopniu zmniejszy uzysk energii z tych instalacji, a co za tym idzie — będzie wiązało się ze sporymi stratami finansowymi.

źródło: Phys.org

Jak uodpornić panele fotowoltaiczne na zanieczyszczenia powietrza?

Eksperci podkreślają, że łatwiej opracować rozwiązania dostosowujące fotowoltaikę tak, by była odporna na pyły, niż zlikwidować problem zanieczyszczenia powietrza w Indiach. Obecnie Jinko Solar, chiński producent ogniw fotowoltaicznych, wprowadza na rynek ogniwa ze specjalnym pokryciem odpornym na typowe dla smogu zanieczyszczenia, taki jak pyły czy sadza. Nowe rozwiązanie ma zapobiegać gromadzeniu się takich zanieczyszczeń na panelach. Mogą one być nadzieją w sytuacji, gdy pyły osiadające na panelach powodują milionowe straty.

Niestety, smog pociąga za sobą znacznie groźniejsze skutki, niż ograniczanie uzysku energii z fotowoltaiki. Zanieczyszczenie powietrza przyczyniły się do ok. 1.1 miliona przedwczesnych zgonów w samych Indiach.

 

Źródła: phys.org

Redakcja GLOBEnergia