空气污染会消减太阳能

　　城市雾霾是一种多方面的威胁。除了影响健康，雾霾还对光线通过近地面大气产生影响，导致日照减少，进一步影响光伏发电设备，不仅使其无法达到预期的生产效果，甚至可能在亏损的情况下运行。
　　雾霾影响光伏设备
　　Ian Marius Peters现在是麻省理工学院的研究员，2013年他在新加坡工作的时候遇到了非常严重的雾霾污染。自此，他和同事Andre Nobre开始思考雾霾如何影响城市中的光伏设备，因为雾霾更容易集中出现在人口密集的城市中。
　　突破重重困难，研究人员在印度德里收集到了数据，两年时间里，他们证明了光伏设备的产出会受雾霾影响而大量减少。但是和其他城市不同，德里的相关数据是恒定的，因为每一天都有污染，在这里，光伏设备产出的年平均衰减水平为12%。
　　在德里详细研究后，该团队检查了全球其他16个城市的数据，发现雾霾对光伏设备的影响范围从新加坡的2％到北京、达卡、乌兰巴托、加尔各答的9%以上。此外，他们研究了不同类型的太阳能电池是如何受到雾霾影响的，包括砷化镓、碲化镉和钙钛矿，因为它们的光谱响应不同，所受影响情况也不相同，所有这些都比他们最初研究的标准硅面板受到的影响更大，钙钛矿是一种极具前景的新型太阳能电池材料，受影响最严重（在德里的衰减率超过17％）。
　　污染带来的经济损失
　　研究结果证明，雾霾对光伏设备的影响确实很重大。世界上许多国家都在向更大规模的城市太阳能电池板安装迈进，印度的目标是40GW（千兆瓦）的屋顶太阳能设备，而中国已经拥有22GW的太阳能电池板，其中大部分都在城市地区。研究人员表示，这些地区减产的影响可能非常严重。
　　仅在德里，发电收入的损失每年可高达2,000万美元；加尔各答约1,600万美元；对于北京和上海来说，每年约为1,000万美元。该团队估计，洛杉矶可能会损失600万-900万美元。
　　总的来说，他们预测，潜在的损失＂很可能达到每年数亿甚至数十亿美元。＂如果忽略雾霾影响，而导致系统设计不足，这可能影响整体光伏系统的可靠性。
　　改善空气质量的期望
　　光伏设备提供了一种几乎无污染的选择，通常太阳能被看做是改进空气质量的重要角色。然而，空气污染引起的光散射和消光减少了太阳能的产生，增加了漫射光的比例，若不能正确考虑到这些影响，可能会动摇光伏设备应用的可靠性，造成能源、生产等多方面的威胁。
　　Peter说，各国采取强有力措施去降低空气污染水平的主要动力，应该是人类健康方面的受益，但这项研究＂希望是另一小部分原因，表明我们真的应该改善城市空气质量。＂
　　面对严重的空气污染问题，许多国家和地区在采取行动解决，许多城市的实践证明，颁布有针对性的政策法规和使用可再生能源可有效改善空气质量，典型案例如西班牙维多利亚、加拿大蒙特利尔、葡萄牙里斯本、哥伦比亚麦德林和韩国首尔，他们将空气污染减少了28%-63%。中国的蓝天保卫战也对很多城市产生了积极影响，在2013-2017年间，北京的PM2.5浓度降低了35.6%，远超25%的预期指标。
　　雾霾治理的进程不断向前发展，越来越多的问题也随之而来，透过这些问题的表象，往往能够直达真实的本质。空气质量的改善并不仅仅是为了身体健康，还有人类生产生活的发展，污染问题的解决，一定是多角度、多方面的协同配合，需要社会各界共同努力，为美好的蓝天白云而奋斗。
　　引用
　　1. I. M. Peters, S. Karthik, H. Liu, T. Buonassisi, A. Nobre. Urban haze and photovoltaics. Energy & Environmental Science, 2018; DOI: 10.1039/C8EE01100A
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