近【jìn】日,美【měi】国麻省理工学院【yuàn】(MIT)研究人员【yuán】在国【guó】际学术期刊《能源与环境科【kē】学》(Energy&Environmental Science)上【shàng】刊发雾【wù】霾对光伏影响的zui新研【yán】究结果。研究【jiū】显示【shì】,由于【yú】日照减少,雾霾对【duì】光伏【fú】板发【fā】电量造成损失约为11.5%±1.5%,而当前zui具前景的钙钛矿材料受雾霾影响更为严重,其发电量损失可达17%左右。

雾霾作为发展中国家广泛【fàn】关【guān】注【zhù】的空气污染【rǎn】现象,对近年【nián】来大【dà】规模兴起的发电光伏板的影响【xiǎng】尚不清晰。此前有【yǒu】研究表【biǎo】明,雾【wù】霾【mái】由于遮蔽阳光,以硅晶为【wéi】原料【liào】的光伏【fú】板发电【diàn】效率会【huì】受到削【xuē】弱。而由【yóu】麻省理工学院与新加坡国立大【dà】学研究人员共同完成的这【zhè】个【gè】项目【mù】,通过采集印度、中【zhōng】国等发展中国家城【chéng】市雾霾数据,总结【jié】出日照减【jiǎn】少、细颗粒物(PM2.5)浓度与光伏发电量之间【jiān】的【de】经【jīng】验关系。这【zhè】种方法可【kě】以直接【jiē】估计地球上【shàng】任何地方的光【guāng】伏发电与空气污染相关的损失,量化了雾霾对光【guāng】伏发电的影响【xiǎng】,对光伏项目投资建设起到了指导作用。

论文作【zuò】者之一Ian Marius Peters于2013年在新【xīn】加【jiā】坡【pō】从事太【tài】阳能研【yán】究工作【zuò】时却遭遇【yù】了严重的空气污染。由于【yú】印尼森林大火与罕见的【de】大【dà】风天气,雾霾一时气味刺鼻,遮天蔽日。当其他【tā】人在讨论严【yán】重的空气污【wū】染【rǎn】对公共健康【kāng】造成的【de】影响时,Peters与其同事开始研究【jiū】雾【wù】霾对当地【dì】太阳能发电板造成的影响。

经过【guò】数年数据收【shōu】集,研究人员将到【dào】达地面的太阳辐射数据【jù】与【yǔ】空气【qì】中颗粒物数据结合到【dào】一【yī】起,找到【dào】了一种能够估算在【zài】光线到达太阳【yáng】能板之前【qián】、被雾霾吸收或散【sàn】射的太阳能,借此计【jì】算出太阳能电池板发电损失量。

结果显示,在【zài】印【yìn】度等【děng】常年有空【kōng】气污染的【de】地区,太阳能电池板【bǎn】发电量【liàng】的年【nián】平均衰减【jiǎn】水【shuǐ】平大约是12%。这【zhè】也就【jiù】意味着,为实【shí】现光伏发电收益,在投资安装光伏板前,安装地区雾霾的情况【kuàng】需要计入考虑【lǜ】。对一些【xiē】太阳能装置【zhì】来说,雾霾带【dài】来的不确定因素【sù】很有可能挤压了原有的利润【rùn】空间,导【dǎo】致【zhì】项目【mù】亏【kuī】损。

Peters说:“当【dāng】你在做【zuò】项【xiàng】目规划时,如果【guǒ】没有考虑【lǜ】到空气污染,实际项目规模会缩小,你的投【tóu】资【zī】回报率就会得【dé】到【dào】错误【wù】的估计。”

同时,研究【jiū】组对世界上其他16个城市的相关数据进行【háng】了分析,发现雾霾【mái】对光【guāng】伏发【fā】电量【liàng】的影响程【chéng】度从新加坡的【de】2.0%到【dào】北京、达【dá】喀【kā】尔、乌【wū】兰巴托【tuō】和加尔各答【dá】的9.1%以【yǐ】上不等。值得【dé】注意的【de】是,在不同类型【xíng】的太【tài】阳能【néng】电池中,包括砷化镓、碲化【huà】镉和钙钛矿等,由【yóu】于对太阳能的光谱响应有所不同,当前zui具前景的【de】钙钛矿材料受到雾【wù】霾影响zui大,印度德【dé】里的数据显示,其发电量衰减或超过17%。

随着近年来光伏装机【jī】量激增,研【yán】究人员认为,其实【shí】际发电【diàn】量可【kě】能【néng】会大打折扣【kòu】。结合目【mù】前各大城市【shì】的光伏装机量,据研究组估计,仅在德里,每年雾【wù】霾对【duì】光伏发【fā】电【diàn】造成的收入【rù】损【sǔn】失就可能高达2000万美元,加尔【ěr】各答约【yuē】为1600万【wàn】美元,北京和上海的每年约为1000万美【měi】元。

研究人员预计,如果没【méi】有【yǒu】考虑到雾霾而导【dǎo】致系统整【zhěng】体设计不足,可能【néng】影【yǐng】响到整个光伏系统的可【kě】靠性。