Prema novoj studiji, čestice vazduha i njihova akumulacija na solarnim ćelijama smanjuju proizvodnju energije za više od 25 procenata u određenim delovima sveta. Najteže pogođene regije su i one koje najviše ulažu u instalacije solarnih energija: Kina, Indija i Arapsko poluostrvo.
Studija je objavljena 23. juna u časopisu Environmental Science & Technology Letters.
“Moje kolege u Indiji su mi pokazivale neke svoje solarne instalacije na krovu, a ja nisam mogao da verujem koliko su paneli bili prljavi“, rekao je Majkl Bergin, profesor civilnog i ekološkog inženjerstva na univerzitetu Duke i vodeći autor studije. “Mislio sam da je prljavština morala da utiče na njihovu efikasnost, ali tamo nije bilo ikakvih studija za procenu gubitaka, tako da smo sastavili sveobuhvatni model kako bismo to uradili”.
Sa kolegama na Indijskom tehnološkom institutu – Gandhinagaru i Univerzitetu u Viskonsinu u Medisonu, Bergin je izmerio smanjenje proizvodnje energije koju su sakupljali solarni paneli IITGN-a, dok su tokom vremena postajali prljaviji. Podaci su pokazali 50-procentni skok u efikasnosti svaki put kada su paneli očišćeni nakon što su ostavljeni bez održavanja nekoliko sedmica.
Nažalost, kod nas ovaj problem nije toliko izražen. Ne zato što nemamo prašine i zagađenja, već zbog relativno malog učešća solarne energije u ukupnoj količini energetskih izvora. Međutim, zvuči kao da se situacija menja, jer savremeni inženjerski projekti, pa i kada je stanogradnja u pitanju, mogu uključivti postavljanje solarnih panela, čak i tržni centri nekada. Mnoge kompanije, koje se bave inženjering konsaltingom, projektovanjem i izgradnjom, čak i kada su recimo retail parkovi i tržni centri u pitanju, odlučuju da koriste obnoviljve materijale i izvore energije, kao poslednju reč u borbi za zaštitu životne sredine.
Prašina ili ljudska krivica?
Istraživači su takođe uzeli uzorak površinskog sloja prljavštine kako bi analizirali njegov sastav. Otkrili su da je 92 odsto prašina, dok je preostali deo bio sačinjen od ugljenika i jona, zagađivača usled ljudske aktivnosti. Dok ovo može zvučati kao mala količina, svetlost efikasnije blokiraju manje ljudske čestice nego prirodna prašina. Kao rezultat toga, ljudski doprinos gubitku energije je mnogo veći od same prašine, čineći ova dva izvora približno jednakim antagonistima u ovom slučaju.
“Pored toga što blokiraju sunčevu svetlost u većoj meri, ljudske čestice su takođe male i lepljive, što ih čini mnogo težim za čišćenje”, rekao je Bergin. “Možda mislite da treba samo češće očistiti solarne panele, ali što više ih očistite, to je veći rizik od oštećenja.”
Nakon što je prethodno analizirao zagađujuće čestice koje su doprinele da indijski Tadž Mahal izgubi svoju boju, Bergin je već imao dosta znanja o tome kako ove različite čestice reaguju na sunčevu svetlost. Koristeći svoj raniji rad kao bazu, stvorio je jednačinu koja precizno procenjuje količinu sunčeve svetlosti koja je blokirana različitim kompozicijama prašine na solarnom panelu i nagomilanih čestica zagađenja.
Međutim, nije samo prljavština na solarnim panelima jedina stvar koja blokira sunčevu svetlost – ambijentalne čestice u vazduhu takođe imaju efekat blokiranja svetlosti.
Za tu polovinu jednačine blokiranja sunca, Bergin se obratio svom kolegi Drevu Šindelu, profesoru kliničkih nauka sa univerziteta Duke i stručnjaku za korišćenje NASA GISS globalnog klimatskog modela.
Svetionik i solarni paneli za dobijanje energije iz Sunca.
Budući da klimatski model već uzima u obzir količinu sunčeve energije koju blokiraju različite vrste čestica u vazduhu, nije bio težak zadatak proceniti efekte ovih čestica na proizvodnju solarne energije. Model agencije NASA takođe procenjuje količinu čestica koje se deponuju na površinama širom sveta, pružajući osnovu Berginovoj jednačini da izračuna koliko se sunčeve svetlosti blokira akumuliranom prašinom i zagađenjem.
Koliki je zapravo gubitak?
Kalkulacije do kojih se došlo primenom ovih metoda procenjuju ukupan gubitak proizvodnje solarne energije u svakom delu sveta. Dok Sjedinjene Američke Države imaju relativno malo migratorne prašine, ostali sušni regioni poput Arapskog poluostrva, severne Indije i istočne Kine gledaju na velike gubitke – od 17 do 25 odsto ili više, uzimajući u obzir mesečna čišćenja. Ako se čišćenje odvija svaka dva mjeseca, ti brojevi se povećavaju na čak 25 ili 35%.
Postoje, naravno, više varijabli koje utiču na proizvodnju solarne energije na lokalnom i regionalnom nivou. Na primer, velika građevinska zona može izazvati brzo podizanje prašine na obližnjem solarnom nizu.
Arapsko poluostrvo gubi mnogo više solarne energije usled uticaja prašine u odnosu na ljudske zagađivače, rekao je Bergin. Međutim, obrnuto je istinito za regione Kine, a regioni Indije nisu daleko zaostali.
“Kina se već suočava sa desetinama milijardi dolara koje se izgube svake godine, a više od 80 posto od toga dolazi usled gubitaka zbog zagađenja”, rekao je Bergin. “Uz eksploziju obnovljivih izvora koji se odvijaju u Kini i njihova nedavna posvećenost proširenju solarnih kapaciteta, taj broj će se samo povećati.”
“Uvek smo znali da su ovi zagađivači loši za ljudsko zdravlje i klimatske promene, ali sada smo pokazali koliko su loši i za solarnu energiju”, nastavio je Bergin. “To je još jedan razlog za kreatore politike u svetu da usvoje kontrole emisija.”