A medida que los cierres de Covid-19 y los pedidos a domicilio detuvieron gran parte de los viajes y el comercio del mundo, la gente de todo el mundo ha comenzado a notar cielos más despejados debido a la caída de los niveles de contaminación del aire. . Ahora, los investigadores han podido demostrar que estos cielos más despejados tienen un impacto medible en la producción de paneles solares fotovoltaicos, lo que resulta en un aumento de más del 8% en la energía de las instalaciones de Delhi.
Si bien tal mejora en la producción no es inesperada, los investigadores dicen que este es el primer estudio que demuestra y cuantifica el impacto de la reducción de la contaminación del aire. sobre la producción solar. Se espera que el efecto se aplique a las instalaciones solares en todo el mundo, pero normalmente sería muy difícil de medir en un contexto de variaciones naturales en la energía de los paneles solares causadas por todo, desde las nubes hasta el polvo en el suelo. los paneles. Las extraordinarias condiciones desatadas por la pandemia, con su repentino cese de las actividades normales, junto con datos de alta calidad sobre contaminación del aire de una de las ciudades más brumosas del mundo, hicieron posible aprovechar los datos de un experiencia natural sin precedentes y no planificada.
Los resultados se informan hoy en la revista. Joule, en un artículo del profesor de ingeniería mecánica del MIT Tonio Buonassisi, el científico investigador Ian Marius Peters y otros tres en Singapur y Alemania.
El estudio fue una extensión de una investigación anterior que el equipo ha estado realizando en Delhi durante varios años. El impulso para el trabajo se produjo después de que un patrón meteorológico inusual en 2013 barriera una columna de humo concentrada de los incendios forestales de Indonesia sobre una amplia franja de Indonesia, Malasia y Singapur, donde Peters, que acababa de llegar a la zona, descubrió que «estaba tan mal que no se podían ver los edificios al otro lado de la calle.
Como ya estaba investigando la energía solar fotovoltaica, Peters decidió estudiar los efectos de la contaminación del aire en la producción de paneles solares. El equipo tenía buenos datos a largo plazo sobre la producción de paneles solares y la luz solar, recopilados al mismo tiempo por las estaciones de monitoreo instaladas junto a las instalaciones solares. Vieron que durante el evento de neblina que duró 18 días, el rendimiento de algunos tipos de paneles solares disminuyó, mientras que otros permanecieron iguales o aumentaron levemente. Se ha descubierto que esta distinción es útil para distinguir los efectos de la contaminación de otras variables que podrían estar en juego, como las condiciones meteorológicas.
Peters se enteró más tarde de que se había recolectado un registro de alta calidad, de varios años de duración, de mediciones reales de partículas finas (partículas menores a 2.5 micrones) de contaminación del aire cada hora, año tras año. , en la Embajada de Estados Unidos en Delhi. Esto proporcionó la línea de base necesaria para determinar los efectos reales de la contaminación en la producción de paneles solares; los investigadores compararon los datos de contaminación del aire de la embajada con los datos meteorológicos de nubosidad y los datos de irradiación solar de los recolectores.
Identificaron una reducción general de alrededor del 10 por ciento en la producción de las instalaciones solares de Delhi debido a la contaminación, suficiente para hacer una mella significativa en las proyecciones financieras de las instalaciones.
Para ver cómo los cierres de Covid-19 habían afectado la situación, pudieron usar las herramientas matemáticas que habían desarrollado, así como la recopilación de datos en curso de la embajada, para ver el impacto de la reducción de viajes y operaciones de la planta. Compararon los datos antes y después del bloqueo obligatorio de India el 24 de marzo, y también compararon estos datos con los de los tres años anteriores.
Los niveles de contaminación cayeron alrededor del 50% después del cierre, encontraron. Como resultado, la producción total de paneles solares aumentó un 8,3 por ciento a fines de marzo y un 5,9 por ciento en abril, calcularon.
"Estas desviaciones son mucho mayores que las variaciones típicas que tenemos" en el lapso de un año o de un año a otro, dice Peters, de tres a cuatro veces más. "Así que no podemos explicar esto solo por fluctuaciones". La cantidad de la diferencia, dice, es aproximadamente la diferencia entre el rendimiento esperado de un panel solar en Houston y el de Toronto.
Un aumento del 8 por ciento en la producción puede no parecer mucho, dice Buonassisi, pero "los márgenes de beneficio son muy bajos para estas empresas". Si una empresa solar esperaba obtener un margen de beneficio del 2% sobre su producción esperada del 100% de paneles y de repente obtiene un 108% de producción, eso significa que su margen se ha multiplicado por cinco. pasando del 2% al 10%, enfatiza.
Los resultados proporcionan datos reales sobre lo que puede suceder en el futuro con la reducción de emisiones a escala global, dice. "Esta es la primera evaluación cuantitativa real en la que casi tiene un interruptor que puede encender y apagar para detectar la contaminación del aire, y puede ver el efecto", dice. "Tiene la opción de basar estos modelos con y sin contaminación del aire".
Al hacerlo, dice, "da una idea de un mundo con mucha menos contaminación del aire". También demuestra que el mismo hecho de incrementar el uso de la electricidad solar y, por tanto, desplazar la producción de combustibles fósiles que produce contaminación del aire, hace estos paneles cada vez más eficientes.
Poner paneles solares en su casa, dice, "no solo te ayuda a ti mismo, no solo a poner dinero en tu bolsillo, sino que también ayuda a todos los que ya tienen paneles solares instalados". , así como a todos aquellos que los instalarán. los próximos 20 años. En cierto modo, una marea creciente de paneles solares levanta todos los paneles solares.
Aunque la atención se ha centrado en Delhi, debido a que los efectos allí son tan fuertes y fáciles de detectar, este efecto "es cierto dondequiera que haya algún tipo de contaminación del aire". Si lo reduce, tendrá consecuencias beneficiosas para los paneles solares ”, dice Peters.
Aun así, no todas las afirmaciones de tales efectos son necesariamente reales, dice, y los detalles son importantes. Por ejemplo, también se han visto cielos más despejados en gran parte de Europa después de los cierres, y algunos informes de prensa han descrito niveles de producción excepcionales de granjas solares en Alemania y el Reino Unido. Pero los investigadores dicen que resultó ser una coincidencia.
"Los niveles de contaminación del aire en Alemania y Gran Bretaña son generalmente tan bajos que la mayoría de las instalaciones fotovoltaicas no se ven afectadas significativamente", dice Peters. Después de verificar los datos, lo que más contribuyó a estos altos niveles de producción solar esta primavera, dice, resultó ser simplemente "un clima extremadamente agradable", que produjo un número récord de horas de sol.
El equipo de investigación incluyó a C. Brabec y J. Hauch de Helmholtz-Institute Erlangen-Nuremberg for Renewable Energy, Alemania, donde Peters también está trabajando ahora, y A. Nobre de Cleantech Solar en Singapur. El trabajo fue apoyado por el gobierno de Baviera.