由于空氣污染和灰塵，全球太陽能生產(chǎn)受到重創(chuàng)。

根據(jù)一項(xiàng)新的研究，空氣中的顆粒及其在太陽能電池上的積累正在使世界某些地區(qū)的能量輸出減少25%以上。受影響最嚴(yán)重的地區(qū)也是太陽能設(shè)施投資最多的地區(qū)：中國(guó)，印度和阿拉伯半島。

杜克大學(xué)土木與環(huán)境工程教授，該研究的主要作者邁克爾伯金說：“我在印度的同事正在展示他們的一些屋頂太陽能裝置，我對(duì)這些面板的臟污感到震驚。” “我認(rèn)為污垢必須影響它們的效率，但沒有任何研究估計(jì)損失。所以我們整理了一個(gè)綜合模型來做到這一點(diǎn)。”

Bergin與印度理工學(xué)院 - 甘地納加爾和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的同事一起測(cè)量了IITGN太陽能電池板隨著時(shí)間變得越來越臟的太陽能的減少。數(shù)據(jù)表明，每次單獨(dú)放置幾周后清潔面板的效率會(huì)提高50%。

研究人員還對(duì)污垢進(jìn)行了取樣以分析其成分，發(fā)現(xiàn)其中92%是灰塵，而剩余部分是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的碳和離子污染物組成。雖然這可能聽起來很少，但是較小的人造顆粒比天然灰塵更有效地阻擋光。因此，人類對(duì)能量損失的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于灰塵，這使得兩種來源在這種情況下大致相等。

“人造顆粒也很小而且粘稠，使得清理起來更加困難，”伯金說。“你可能會(huì)認(rèn)為你可以更頻繁地清潔太陽能電池板，但清潔它們的次數(shù)越多，損壞它們的風(fēng)險(xiǎn)就越大。”

之前分析了污染物褪色印度的泰姬陵，Bergin已經(jīng)很清楚這些不同的顆粒如何對(duì)陽光產(chǎn)生反應(yīng)。利用他早期的工作作為基礎(chǔ)，他創(chuàng)建了一個(gè)方程式，可以準(zhǔn)確估計(jì)太陽能電池板灰塵和污染物累積所阻擋的太陽光量。

但太陽能電池板上的骯臟積聚并不是阻擋陽光的唯一因素 - 空氣中的環(huán)境顆粒也具有屏蔽效應(yīng)。

對(duì)于那個(gè)遮陽方程的一半，Bergin求助于Duke的氣候科學(xué)教授Drew Shindell以及使用NASA GISS全球氣候模型的專家。

由于氣候模型已經(jīng)解釋了太陽能被不同類型的空氣傳播顆粒阻擋的能量，因此估算顆粒對(duì)太陽能的影響并不是一個(gè)延伸。美國(guó)國(guó)家航空航天局的模型還估算了全球表面沉積的顆粒物質(zhì)的數(shù)量，為伯金的方程提供了基礎(chǔ)，以計(jì)算累積的灰塵和污染會(huì)阻擋太陽光的程度。

由此產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果估計(jì)了世界各地太陽能生產(chǎn)的總損失。雖然美國(guó)的遷徙塵埃相對(duì)較少，但阿拉伯半島，印度北部和中國(guó)東部等較為干旱的地區(qū)正在考慮重大損失 - 假設(shè)每月清潔，則為17%至25%或更多。如果每?jī)蓚€(gè)月進(jìn)行一次清潔，那么這些數(shù)字會(huì)增加到25%或35%。

當(dāng)然，有多個(gè)變量會(huì)影響地方和區(qū)域的太陽能發(fā)電。例如，大型建筑區(qū)域可能會(huì)在附近的太陽能電池陣列上迅速積聚灰塵。

伯金說，阿拉伯半島的塵埃比人造污染物要多得多。但中國(guó)的情況正好相反，印度的地區(qū)也不甘落后。

伯金說：“中國(guó)已經(jīng)在考慮每年損失數(shù)百億美元，其中80%以上來自污染損失。” “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都有害，但現(xiàn)在我們已經(jīng)證明了它們對(duì)太陽能的危害程度，”伯金繼續(xù)說道。“這也是全球政策制定者采用排放控制的另一個(gè)原因。”