蝴蝶效應(yīng)!太陽(yáng)能發(fā)電降低幕后的元兇

:由于空氣污染，全球太陽(yáng)能發(fā)電受到重創(chuàng)。同類型的首次研究表明，空氣中的塵埃導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電在世界地區(qū)的能源輸出量減少25%以上。而受災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)也是那些投資最多的太陽(yáng)能設(shè)備:中國(guó)、印度和阿拉伯半島......

杜克大學(xué)土木工程教授，MichaelBergin說(shuō):“我在印度的同事們正在炫耀他們的一些屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)，我被這些組件表面的污垢嚇倒了。我認(rèn)為污垢必須影響它們的效率，但是沒(méi)有任何研究估計(jì)損失，所以我們把一個(gè)綜合的模型放在一起來(lái)做這件事。”

與印度技術(shù)研究所的甘地訥格爾和麥迪遜威斯康星大學(xué)的同事們一起，柏金測(cè)量了太陽(yáng)能電池板收集的太陽(yáng)能隨著時(shí)間的推移而變得越來(lái)越臟。數(shù)據(jù)顯示，單獨(dú)放置數(shù)周，清潔面板后的效率都會(huì)提高50%。

研究人員還抽取污垢分析其成分，揭示92%是塵埃，而其余部分是由人類活動(dòng)的碳和離子污染物組成。雖然這聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)小數(shù)目，但光線被更小的人造顆粒比自然塵埃更有效地阻擋。因此，人類對(duì)能量損失的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于塵埃，這使得兩種來(lái)源在這種情況下大致相當(dāng)。

伯金說(shuō):“人造顆粒也很小，粘稠，使得它們難以清除。“你可能會(huì)認(rèn)為你可以更頻繁地清潔太陽(yáng)能電池板，但是越清潔它們，損壞風(fēng)險(xiǎn)就越高。”

之前分析過(guò)印度泰姬陵的污染物，Bergin已經(jīng)對(duì)這些不同的顆粒如何對(duì)陽(yáng)光產(chǎn)生了反應(yīng)。以他早期的工作為基礎(chǔ)，他創(chuàng)造了一個(gè)方程，準(zhǔn)確地估計(jì)太陽(yáng)能電池板粉塵和污染物堆積的不同成分所阻擋的陽(yáng)光量。

但太陽(yáng)能電池板上的骯臟積聚并不是阻擋陽(yáng)光的唯一因素-空氣中的環(huán)境顆粒也具有遮蔽效果。

對(duì)于這個(gè)太陽(yáng)阻塞方程的一半，伯金轉(zhuǎn)向杜克氣候科學(xué)教授德魯*辛德?tīng)?DrewShindell)和使用美國(guó)宇航局GISS全球氣候模式的專家。

由于氣候模式已經(jīng)解釋了不同類型的氣載粒子阻擋的太陽(yáng)能量，所以估計(jì)粒子對(duì)太陽(yáng)能的影響并不算什么。NASA模型還估算了全球表面沉積的顆粒物質(zhì)的數(shù)量，為Bergin方程計(jì)算了多少陽(yáng)光將被積聚的塵埃和污染所阻擋提供了基礎(chǔ)。

由此得出的計(jì)算結(jié)果估計(jì)了世界各地太陽(yáng)能生產(chǎn)的總損失。雖然美國(guó)的移民塵埃相對(duì)較少，但是阿拉伯半島，印度北部和中國(guó)東部等較干旱地區(qū)正在經(jīng)歷嚴(yán)重虧損，假設(shè)每月清理一次，損失在17%到25%甚至更多。如果每?jī)蓚€(gè)月清潔一次，這些數(shù)字就會(huì)上升到百分之二十五或百分之三十五。

當(dāng)然，影響太陽(yáng)能發(fā)電的地區(qū)和地區(qū)層面上存在多個(gè)變量。例如，一個(gè)大型建筑區(qū)域可能會(huì)導(dǎo)致附近太陽(yáng)能電池陣列上的灰塵迅速積聚。

伯金說(shuō)，阿拉伯半島的太陽(yáng)能粉塵比人造污染物要多得多。但是中國(guó)的地區(qū)情況正好相反，印度地區(qū)也不甘落后。

伯金說(shuō):“中國(guó)每年都在損失數(shù)百億美元，其中80%以上來(lái)自污染造成的損失。”“隨著中國(guó)可再生能源的爆炸式增長(zhǎng)，以及他們最近承諾擴(kuò)大太陽(yáng)能發(fā)電能力，這個(gè)數(shù)字只會(huì)上升。”

“我們一直都知道這些污染物對(duì)人類健康和氣候變化是不利的，但是現(xiàn)在我們已經(jīng)表明了太陽(yáng)能的壞處，”Bergin繼續(xù)說(shuō)。“這是全球決策者采取排放控制的另一個(gè)原因。”