Замърсяването на атмосферата сериозно засяга както човешкото здраве, така и ефективността на технологиите за възобновяема енергия, като например слънчевата. Най-забележителната последица от замърсяването е, че причинява увеличаване на респираторните и сърдечно-съдовите заболявания, но също така има пряко отрицателно въздействие върху слънчевата радиация, която достига до Земята. Замърсяващите частици, суспендирани в атмосферата, генерират мъгла, която улавя парниковите газове и намалява количеството слънчева радиация, налична за използване при генерирането на слънчева енергия.
В страни с високи нива на замърсяване, като напр Китай, Индия и Арабския полуостров, този проблем се задълбочава. Замърсяването не само засяга общественото здраве, но също така намалява ефективността на енергийните инфраструктури, базирани на слънчевата радиация. Слънчевите панели, които са силно зависими от безпрепятствената слънчева радиация, търпят загуби на производителност поради замърсители, които блокират слънчевата светлина.
Замърсяване на въздуха и слънчева енергия
Едно от най-подходящите проучвания по тази тема е извършено от университета Дюк под ръководството на професора по гражданско и екологично инженерство Майкъл Бергин. Това проучване анализира как натрупването на частици върху слънчевите панели, особено тези, генерирани от човешка дейност, има опустошителен ефект върху тяхната работа. Изкуствените частици, по-малки и по-лепкави от естествения прах, са много по-трудни за почистване и следователно са по-вредни за генерирането на слънчева енергия.
Професор Бергин обясни, че въпреки че увеличаването на честотата на почистване на панелите може да се счита за решение, това не е идеална мярка, тъй като може да ги повреди с течение на времето.
„Изкуствените частици са малки и лепкави, така че се почистват много по-трудно. Колкото повече се почистват, толкова повече се увеличава рискът от повреда“, каза Бергин.
В сухите региони, като Арабския полуостров, натрупването на замърсители драматично намалява ефективността на слънчевите панели. Ако панелите се почистват ежемесечно, намаление между a 17% и 25% в производствения капацитет, а ако се почистват на всеки два месеца, загубите могат да достигнат до 35%. Това икономическо въздействие върху слънчевата енергия е значително, особено в страни като Китай, които инвестират астрономични суми във възобновяема енергия.
Как замърсяването на въздуха влияе на слънчевата енергия?
Замърсителите на въздуха влияят на слънчевата енергия по два основни начина: пречка за пряка слънчева светлина и натрупани щети по повърхността на слънчевите панели. Малките частици в суспензията пречат на слънчевата радиация да достигне напълно фотоволтаичните панели, което води до по-малко генериране на електроенергия.
В допълнение към намаляването на слънчевата радиация, достигаща до панелите, продължителното натрупване на частици върху повърхностите причинява дългосрочни щети. Атмосферните частици не само намаляват ежедневната ефективност на панелите, но, когато не са премахнати правилно, ускоряват процеса на износване и увеличават разходите за поддръжка.
Загуба на енергийна ефективност
- Намаляване на пряката слънчева радиация: Въздушните частици блокират и разпръскват слънчевата радиация, като влияят върху способността на панелите да абсорбират слънчева енергия.
- Натрупване на прах и мръсотия: С течение на времето замърсителите се утаяват по повърхността на панелите, което допълнително влияе върху тяхната ефективност.
- По-голяма нужда от поддръжка: Лепкавите замърсяващи частици увеличават необходимостта от почистване на панелите, което води до повишен риск от повреда и допълнителни оперативни разходи.
Мерки за смекчаване на въздействието на замърсяването върху слънчевата енергия
За щастие има няколко стратегии за смекчаване на въздействието на замърсяването върху слънчевите панели. The редовно и правилно почистване на панелите е основна мярка за поддържане на тяхната ефективност при оптимални условия. На места с високи нива на замърсяване, автоматизирани системи за почистване може да предложи ефективно решение чрез намаляване на необходимостта от честа ръчна намеса и минимизиране на износването на панелите.
За подобряване на работата на панелите е препоръчително също така да се внедри a непрекъснат мониторинг на нивата на замърсяване на околната среда. Сензорите за качество на въздуха ви позволяват да предвидите кога ще е необходимо да извършвате по-чести задачи по поддръжката, оптимизирайки работата на фотоволтаичните инсталации. Друга мярка е подобряване на дизайн и структура на панелите, особено чрез регулиране на ъгъла на наклона, което позволява на дъжда естествено да поддържа панелите по-чисти.
- Автоматизация на почистването на панела: Автоматизираните системи за почистване предотвратяват натрупването на частици върху панелите и намаляват разходите за поддръжка.
- Мониторинг на замърсяването на въздуха: Сензорите за качество на въздуха помагат да се определи кога е необходима превантивна поддръжка.
- Оптимизиране на оформлението на панела: Регулирайте наклона на панелите, за да улесните естественото почистване от дъжд.
Успоредно с това изследователите работят върху специални покрития което би могло да предотврати натрупването на прах и замърсители върху панелите, допринасяйки за по-голяма ефективност в дългосрочен план. Въпреки че все още са във фаза на разработка, тези постижения обещават да подобрят устойчивостта на слънчевите панели към въздействието на замърсяването.
Намаляването на нивата на замърсяване на въздуха не само допринася за подобряване на общественото здраве, но също така повишава ефективността на възобновяемите енергийни източници, включително слънчевата енергия. Ето защо правителствата и компаниите носят отговорността да прилагат строги екологични политики и да продължат да инвестират в чисти технологии.
Слънчевата енергия остава едно от най-добрите оръжия за борба с изменението на климата. Въпреки предизвикателствата, свързани със замърсяването, комбинацията от технологичен напредък като защитни покрития и автоматизирани почистващи системи ще позволи този възобновяем енергиен източник да бъде използван по-добре в бъдеще и да увеличи максимално своя потенциал.