I pannelli solari funzionano? Il MIT mette l'importo in dollari sull'impatto economico dell'inquinamento

A Delhi, in India, "non c'è mai un giorno senza inquinamento", afferma Ian Marius Peters. Secondo i suoi calcoli, costa agli utenti locali di energia solare almeno $ 20 milioni all'anno.

Delhi non è sola in questa situazione. Peters, un ricercatore del MIT, era un membro di un gruppo di ricerca che ha confrontato i dati di 17 città nel tentativo di valutare come l'inquinamento atmosferico mina l'efficacia del pannello solare, una tecnologia a lungo criticata dalla critica per non aver mantenuto la promessa di energia rinnovabile. I pannelli solari funzionano in condizioni di nebbia? I pannelli solari rimangono abbastanza puliti nell'aria inquinata per catturare l'energia solare? La grande domanda, però: quanti soldi sta risucchiando l'inquinamento atmosferico dall'industria solare perché i prodotti non stanno mantenendo le loro promesse?

La risposta breve? La foschia nelle città smog è abbastanza brutta da costringere alcune aziende solari a chiudere gli affari.

I risultati della loro indagine sono apparsi all'inizio di questo agosto sulla rivista Energia e scienze ambientali. Per fare la loro ricerca, "Se i loro sistemi non si comportano come previsto, sicuramente non sarà piacevole e potrebbe aggiungere allo scetticismo sull'installazione di sistemi solari nelle città", dice Peters Inverso. "Spero che lo studio dimostri che se stai installando pannelli solari in città che hanno un problema noto con l'inquinamento atmosferico, devi tenerne conto quando pianifichi il tuo sistema. Se lo fai correttamente, sarai in grado di fare le tue previsioni correttamente e le tue valutazioni finanziarie correttamente."

Ovviamente, per questioni di sanità pubblica e politica, i governi e l'industria dovrebbero già occuparsi di questo inquinamento atmosferico, ma come ha detto Peters al MIT News, il loro studio "si spera che sia un'altra piccola dimostrazione del fatto che dovremmo davvero migliorare la qualità dell'aria nelle città, e dimostrando che è davvero importante."

Utilizzando i sensori, il team ha raccolto dati su particelle aeree che potrebbero disperdere, assorbire o riflettere la luce, concentrandosi su particelle fini con diametro inferiore a 2,5 mm.

Questo materiale, principalmente composti come solfati, nitrati, ammoniaca, carbonio e piombo, proviene per lo più da fonti artificiali come emissioni di auto, polvere e cucina, anche se non è meno importante dove va. L'inquinamento atmosferico di queste dimensioni è abbastanza piccolo da entrare non solo nei polmoni, ma anche nel flusso sanguigno. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità delle Nazioni Unite, l'inquinamento atmosferico causa circa 6,5 ​​milioni di morti premature ogni anno.

Mentre meno raccapriccianti, l'impatto economico sulla raccolta di energia solare non è stato meno netto, secondo lo studio. Per la capitale di Kolkata, nello stato indiano del West Bengal, Peters e il suo gruppo hanno stimato una perdita di circa $ 16 milioni all'anno in termini di rendimento dell'energia solare. Le città di Pechino e Shanghai hanno perso ogni anno circa $ 10 milioni secondo i loro calcoli.

Il team ha anche progettato che i progetti solari proposti a Los Angeles - nonostante i lunghi sforzi per affrontare il suo storico problema dello smog - potrebbero ancora costare agli utenti di energia solare della città da qualche parte tra $ 6 milioni e $ 9 milioni ogni anno.

Per mettere questi numeri nel contesto, potrebbe essere utile pensare in termini di percentuali.L'inquinamento atmosferico a Dehli, dicono i ricercatori, sta filtrando circa il 12% della luce che potrebbe altrimenti essere convertita in energia solare. A Los Angeles, quel numero è di circa il 2%; a Shanghai è circa l'8 o il 9 percento.

Confrontate questi con i margini di profitto per la maggior parte delle aziende solari, spesso qualcuno tra il 17 e il 20 percento per le aziende multimiliardarie, e considerevolmente meno per le aziende più piccole, e la realtà sembra abbastanza chiara: l'aria sporca può davvero soffocare le piccole imprese business solare prima che abbiano la possibilità di crescere.

"Una cosa che spero possa accadere da questo studio è che più affari con l'installazione di questi tipi di sensori renderanno questo tipo di dati disponibili", afferma Peters. "I sensori ci consente di fare previsioni più accurate sulla produzione di pannelli solari."

Studio astratto

La foschia urbana è una minaccia multiforme. Il principale pericolo per la salute, colpisce anche il passaggio della luce attraverso l'atmosfera inferiore. In questo articolo, presentiamo uno studio che affronta l'impatto della foschia sulle prestazioni degli impianti fotovoltaici nelle città. Utilizzando dati sul campo a lungo termine e ad alta risoluzione da Delhi e Singapore deriviamo una relazione empirica tra la riduzione della concentrazione di insolazione e di particolato fine (PM2,5). Questo approccio consente un modo semplice per stimare le perdite legate all'inquinamento atmosferico alla generazione di energia fotovoltaica in qualsiasi parte del pianeta. Per Delhi, scopriamo che l'insolazione ricevuta dai pannelli fotovoltaici al silicio è stata ridotta dell'11,5% ± 1,5% o 200 kWh m-2 all'anno tra il 2016 e il 2017 a causa dell'inquinamento atmosferico. Abbiamo esteso questa analisi ad altre 16 città in tutto il pianeta e abbiamo stimato riduzioni di insolazione che vanno dal 2,0% (Singapore) al 9,1% (Pechino). Utilizzando i dati dello spettro di Singapore, abbiamo progettato come sarebbero state alterate altre tecnologie fotovoltaiche e abbiamo riscontrato un'ulteriore riduzione rispetto al silicio tra il 23% relativo per GaAs e il 42% per un materiale perovskite da 1.64 eV. Considerando gli attuali obiettivi di installazione e i prezzi locali dell'elettricità, prevediamo che le perdite annuali di entrate derivanti dagli impianti fotovoltaici potrebbero superare i 20 milioni di dollari solo per Delhi, indicando che i danni economici annuali dall'inquinamento atmosferico agli operatori del sito fotovoltaico e agli investitori di tutto il mondo potrebbero essere miliardi di dollari.