آلودگی هوا به ویژه در مناطق شهری ، می تواند به طور قابل توجهی تولید برق از پنل های خورشیدی را کاهش دهد و لذا باید در هنگام طراحی پنل های خورشیدی در شهر ها و یا نزدیک آنها مورد توجه قرار گیرد.
یان ماریوس پترز که اکنون دانشمند تحقیقاتی MIT است ، در سال ۲۰۱۳ در سنگاپور در مورد میزان انرژی خورشیدی در ابر های فوق العاده آلوده تحقیق کرد . این شهر به طور ناگهانی بقدری آلوده شد که از یک طرف خیابان ، ساختمان های دیگر آن دیده نمی شدند و هوا به شدت بوی سوختگی می داد.
این رویداد که ناشی از آتش سوزی جنگل های اندونزی بود و با الگو های غیر معمول 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 پنل های خورشیدی بودند.
در حال حاضر ، نتایج این تحقیق در مجله Energy & Environmental Science منتشر شده است و یافته ها نشان می دهد که این اثرات قابل توجه است.
او می گوید : در برخی موارد ما می توانیم 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 ابزار های دیگر اندازه گیری شد . سپس پترز با همکاران دیگر برای پیدا کردن راهی برای محاسبه مقدار نور خورشید که قبل از رسیدن به پنل های 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 داده ها در دهلی هند شدند و توانستند طی دو سال میزان در معرض نورخورشید و آلودگی قرار گرفتن را بررسی کنند که در این تحقیق کاهش تولید برق در روز های 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.
پترز می گوید : ” هنگامی که شما برنامه ریزی پروژه را انجام می دهید ، اگر آلودگی هوا را در نظر نگیرید ، مقدار کمتری انرژی خواهید داشت و تخمینی اشتباه از سرمایه گذاری بدست می آورید “.
پس از مطالعه دقیق آن در دهلی ، تیم داده های 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 سلول های خورشیدی – گالیوم آرسنید ، تلورید کادمیوم و پروسکیت – تحت تاثیر تیرگی قرار می گیرند پرداختند ، زیرا پاسخ های طیفی آنها متفاوت بود . همه آنها بیشتر از پنل های سیلیکونی استاندارد که در ابتدا مورد مطالعه قرار گرفتند ، تحت تاثیر قرار گرفتند.
بسیاری از کشور ها در سراسر جهان به سمت نصب پنل های خورشیدی شهر حرکت می کنند و هند به دنبال ۴۰ گیگاوات (GW) از تاسیسات خورشیدی است ، در حالی که چین در حال حاضر دارای ۲۲ گیگاوات از آنها است که اکثر این موارد در مناطق شهری هستند . محققان می گویند تاثیر این کاهش در خروجی می تواند بسیار شدید باشد.
خسارت ناشی از هدر رفت تولید برق در دهلی به تنهایی می تواند سالانه ۲۰ میلیون دلار باشد و برای کلکته حدود ۱۶ میلیون دلار ، پکن و شانگ های هر سال حدود ۱۰ میلیون دلار است.
