La producción mundial de energía solar está teniendo un gran impacto debido a la contaminación del aire y al polvo.
Según un nuevo estudio, las partículas en el aire y su acumulación en las células solares están reduciendo la producción de energía en más del 25 por ciento en ciertas partes del mundo. Las regiones más afectadas también son las que más invierten en instalaciones de energía solar: China, Indiay la península arábiga.
El estudio aparece en línea el 23 de junio en Cartas de Ciencia y Tecnología Ambiental .
"Mis colegas en la India estaban mostrando algunas de sus instalaciones solares en la azotea, y me sorprendió lo sucios que estaban los paneles", dijo Michael Bergin, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de Duke y autor principal del estudio."Pensé que la suciedad tenía que afectar sus eficiencias, pero no había ningún estudio que estimara las pérdidas. Así que armamos un modelo integral para hacer precisamente eso".
Con colegas del Instituto Indio de Tecnología de Gandhinagar y la Universidad de Wisconsin en Madison, Bergin midió la disminución de la energía solar reunida por los paneles solares del IITGN a medida que se volvieron más sucios con el tiempo. Los datos mostraron un aumento del 50 por ciento en la eficienciacada vez que se limpiaron los paneles después de dejarlos solos durante varias semanas.
Los investigadores también tomaron muestras de la mugre para analizar su composición, revelando que el 92 por ciento era polvo, mientras que la fracción restante estaba compuesta de carbono y contaminantes iónicos de la actividad humana. Si bien esto puede sonar como una pequeña cantidad, la luz es bloqueada de manera más eficiente por los más pequeñospartículas hechas por el hombre que por el polvo natural. Como resultado, las contribuciones humanas a la pérdida de energía son mucho mayores que las del polvo, lo que hace que las dos fuentes sean antagonistas más o menos iguales en este caso.
"Las partículas hechas por el hombre también son pequeñas y pegajosas, lo que las hace mucho más difíciles de limpiar", dijo Bergin. "Podría pensar que podría limpiar los paneles solares con mayor frecuencia, pero cuanto más los limpie, mayor será su riesgode dañarlos "
Habiendo analizado previamente los contaminantes que decoloran al Taj Mahal de India, Bergin ya tenía una buena idea de cómo reaccionan estas diferentes partículas a la luz solar. Usando su trabajo anterior como base, creó una ecuación que estima con precisión la cantidad de luz solar bloqueada por diferentes composiciones deacumulación de polvo y contaminación en paneles solares.
Pero la acumulación de suciedad en los paneles solares no es lo único que bloquea la luz solar: las partículas ambientales en el aire también tienen un efecto de detección.
Para esa mitad de la ecuación de bloqueo solar, Bergin recurrió a Drew Shindell, profesor de ciencias climáticas en Duke y experto en el uso del Modelo Climático Global GISS de la NASA.
Debido a que el modelo climático ya representa la cantidad de energía solar bloqueada por diferentes tipos de partículas en el aire, no fue una exageración estimar los efectos de las partículas en la energía solar. El modelo de la NASA también estima la cantidad de partículas depositadas ensuperficies en todo el mundo, proporcionando una base para la ecuación de Bergin para calcular cuánta luz solar sería bloqueada por el polvo acumulado y la contaminación.
Los cálculos resultantes estiman la pérdida total de producción de energía solar en todas partes del mundo. Mientras que Estados Unidos tiene relativamente poco polvo migratorio, regiones más áridas como la Península Arábiga, el norte de India y el este de China están buscando grandes pérdidas,- 17 a 25 por ciento o más, suponiendo limpiezas mensuales. Si las limpiezas se realizan cada dos meses, esos números saltan a 25 o 35 por ciento.
Por supuesto, existen múltiples variables que afectan la producción de energía solar tanto a nivel local como regional. Por ejemplo, una gran zona de construcción puede causar una acumulación rápida de polvo en un conjunto solar cercano.
La Península Arábiga pierde mucha más energía solar por el polvo que los contaminantes producidos por el hombre, dijo Bergin. Pero lo contrario es cierto para las regiones de China, y las regiones de la India no están muy lejos.
"China ya está viendo perder decenas de miles de millones de dólares cada año, y más del 80 por ciento proviene de pérdidas debido a la contaminación", dijo Bergin. "Con la explosión de energías renovables en China y su reciente compromisopara expandir su capacidad de energía solar, ese número solo aumentará "
"Siempre supimos que estos contaminantes eran perjudiciales para la salud humana y el cambio climático, pero ahora hemos demostrado cuán perjudiciales son también para la energía solar", continuó Bergin. "Es otra razón más para que los responsables políticos de todo el mundo adopten controles de emisiones."
Este trabajo fue apoyado por la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional y la Oficina del Vice Rector de Investigación de la Universidad de Duke.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Ken Kingery. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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