Apakah Panel Surya Bekerja? MIT Menempatkan Jumlah Dolar pada Dampak Ekonomi Polusi

Di Delhi, India, “tidak pernah ada hari tanpa polusi,” kata Ian Marius Peters. Dengan perhitungannya, pengguna energi surya lokal berharga $ 20 juta per tahun.

Delhi juga tidak sendirian dalam kesulitan ini. Peters, seorang peneliti di MIT, adalah anggota kelompok penelitian yang membandingkan data dari 17 kota dalam upaya untuk menilai bagaimana polusi udara merusak efektivitas panel surya, sebuah teknologi yang sejak lama dikepung oleh para kritikus karena tidak cukup memenuhi janji dari energi terbarukan. Apakah panel surya bekerja dalam cuaca berasap? Apakah panel surya tetap cukup bersih di udara berpolusi untuk menangkap energi matahari? Namun, pertanyaan besarnya: Berapa banyak uang yang dihisap polusi dari industri surya karena produk tidak memenuhi janji mereka?

Jawaban singkatnya? Kabut asap di kota-kota berasap cukup buruk untuk mendorong beberapa perusahaan surya keluar dari bisnis.

Hasil penyelidikan mereka muncul awal Agustus ini di jurnal Ilmu Energi & Lingkungan. Untuk melakukan riset mereka, "Jika sistem mereka tidak berkinerja seperti yang diperkirakan, itu pasti tidak akan menyenangkan dan itu dapat menambah keraguan tentang pemasangan sistem surya di kota-kota," kata Peters Terbalik. “Saya harap penelitian ini menunjukkan bahwa jika Anda memasang panel surya di kota-kota yang memiliki masalah polusi udara, Anda harus memperhitungkan ini ketika Anda melakukan perencanaan sistem Anda. Jika Anda melakukan ini dengan benar, maka Anda akan dapat membuat prediksi Anda dengan benar dan penilaian keuangan Anda dengan benar."

Jelas, sebagai masalah kesehatan dan kebijakan publik, pemerintah dan industri seharusnya sudah berurusan dengan polusi udara ini, tetapi seperti yang dikatakan Peters pada MIT News, studi mereka “mudah-mudahan adalah bagian kecil lain dari menunjukkan bahwa kami benar-benar harus meningkatkan kualitas udara di kota-kota, dan menunjukkan bahwa itu benar-benar penting."

Dengan menggunakan sensor, tim ini mengumpulkan data tentang partikel partikulat udara yang dapat menyebarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya, dengan fokus pada partikel halus berdiameter kurang dari 2,5 milimeter.

Bahan ini, terutama senyawa seperti sulfat, nitrat, amoniak, karbon dan timah, sebagian besar berasal dari sumber buatan manusia seperti emisi mobil, debu, dan masakan - meskipun kemana pun tidak kalah pentingnya. Polusi udara ukuran ini cukup kecil untuk masuk tidak hanya paru-paru, tetapi juga aliran darah. Menurut Organisasi Kesehatan Dunia PBB, polusi udara menyebabkan sekitar 6,5 juta kematian prematur setiap tahun.

Sementara kurang mengerikan, dampak ekonomi pada pengumpulan energi matahari tidak kalah mencolok, menurut penelitian. Untuk ibu kota Kolkata, di negara bagian Benggala Barat, India, Peters dan kelompoknya memperkirakan kerugian sekitar $ 16 juta setiap tahun dalam pengembalian energi surya. Kota-kota Beijing dan Shanghai masing-masing telah kehilangan sekitar $ 10 juta per tahun berdasarkan perhitungan mereka.

Tim ini juga memproyeksikan bahwa proyek-proyek tenaga surya yang diusulkan di Los Angeles - meskipun upaya yang panjang untuk menangani masalah kabut asap bersejarahnya - masih dapat membebani pengguna energi surya kota itu antara $ 6 juta dan $ 9 juta setiap tahun.

Untuk menempatkan angka-angka ini dalam konteks, mungkin membantu untuk berpikir dalam hal persentase. Polusi udara di Dehli, kata para peneliti, menyaring sekitar 12 persen dari cahaya yang dapat dikonversi menjadi energi matahari. Di Los Angeles, angka itu sekitar 2 persen; di Shanghai sekitar 8 atau 9 persen.

Bandingkan ini dengan margin keuntungan untuk sebagian besar perusahaan tenaga surya, sering kali seseorang dalam kisaran 17 hingga 20 persen untuk perusahaan bernilai jutaan dolar, dan jauh lebih sedikit untuk perusahaan kecil, dan kenyataannya terlihat cukup jelas: udara kotor benar-benar dapat mencekik waktu kecil bisnis surya sebelum mereka mendapatkan kesempatan untuk tumbuh.

"Satu hal yang saya harap akan terjadi dari penelitian ini adalah semakin banyak bisnis dengan memasang sensor semacam ini yang akan membuat data semacam ini tersedia," kata Peters. "Sensor memungkinkan kita untuk membuat prediksi yang lebih akurat tentang output panel surya."

Abstrak Studi

Kabut kota adalah ancaman beragam. Terutama bahaya kesehatan yang utama, itu juga mempengaruhi perjalanan cahaya melalui atmosfer yang lebih rendah. Dalam makalah ini, kami menyajikan penelitian yang membahas dampak kabut asap pada kinerja instalasi fotovoltaik di kota-kota. Menggunakan data lapangan resolusi tinggi jangka panjang dari Delhi dan Singapura kami memperoleh hubungan empiris antara pengurangan insolasi dan konsentrasi partikel halus (PM2.5). Pendekatan ini memungkinkan cara langsung untuk memperkirakan kerugian terkait pencemaran udara ke pembangkit listrik fotovoltaik di mana pun di planet ini. Untuk Delhi, kami menemukan bahwa isolasi yang diterima oleh panel PV silikon berkurang sebesar 11,5% ± 1,5% atau 200 kWh m m 2 per tahun antara 2016 dan 2017 karena polusi udara. Kami memperluas analisis ini ke 16 kota lainnya di planet ini dan memperkirakan pengurangan insolasi berkisar dari 2,0% (Singapura) hingga 9,1% (Beijing). Menggunakan data spektrum dari Singapura, kami memproyeksikan bagaimana teknologi fotovoltaik lainnya akan terpengaruh dan menemukan pengurangan tambahan dibandingkan dengan silikon antara 23% relatif untuk GaAs dan 42% untuk bahan perovskite 1,64 eV. Mempertimbangkan target pemasangan saat ini dan harga lokal untuk listrik, kami memproyeksikan bahwa kerugian tahunan dalam pendapatan dari instalasi fotovoltaik dapat melebihi 20 juta USD untuk Delhi saja, menunjukkan bahwa kerusakan ekonomi tahunan dari polusi udara ke operator situs fotovoltaik dan investor di seluruh dunia dapat miliaran dolar.