Poluição do Ar e Poeira impacta a produção de energia solar

De acordo com um novo estudo, partículas aéreas e sua acumulação em células solares estão reduzindo a produção de energia em mais de 25% em certas partes do mundo. As regiões mais atingidas são também as que mais investem nas instalações de energia solar: China, Índia e Península Arábica.

Este estudo foi publicado em 23 de junho em Environmental Science & Technology Letters.

“Meus colegas na Índia estavam exibindo algumas de suas instalações solares no telhado, e fiquei impressionado com a sujidade dos painéis”, disse Michael Bergin, professor de engenharia civil e ambiental da Duke University e principal autor do estudo. “Eu pensei que a sujeira devia afetar suas eficiências, mas não havia nenhum estudo lá fora, estimando as perdas. Então nós montamos um modelo abrangente para fazer exatamente isso”.

Com colegas do Indian Institute of Technology – Gandhinagar e da Universidade de Wisconsin em Madison, Bergin mediu a diminuição da energia solar coletada pelos painéis solares do IITGN à medida que se tornaram mais sujas ao longo do tempo. Os dados mostraram um salto de 50 por cento de eficiência cada vez que os painéis foram limpos depois de serem deixados sozinhos por várias semanas.

Os pesquisadores também coletavam a sujeira para analisar sua composição, revelando que 92% eram poeiras, enquanto a fração restante era composta por poluentes de carbono e íons da atividade humana. Embora isso possa soar como uma pequena quantidade, a luz é bloqueada de forma mais eficiente por partículas menores produzidas pelo homem que por poeira natural. Como resultado, as contribuições humanas para a perda de energia são muito maiores do que as do pó, tornando as duas fontes mais ou menos antagonistas neste caso.

“As partículas produzidas pelo homem também são pequenas e pegajosas, tornando-as muito mais difíceis de limpar”, disse Bergin. “Você pode pensar que poderia simplesmente limpar os painéis solares com mais frequência, mas quanto mais você os limpa, maior será seu risco de danificá-los”.

Tendo previamente analisado poluentes descolorando o Taj Mahal da Índia, Bergin já tinha uma boa ideia de como essas diferentes partículas reagem à luz solar. Usando seu trabalho anterior como base, ele criou uma equação que estima com precisão a quantidade de luz solar bloqueada por diferentes composições de poeira de painel solar e acumulação de poluição.

Mas o acúmulo sujo em painéis solares não é a única coisa que bloqueia a luz solar – as partículas ambientais no ar também têm um efeito de triagem.

Para essa metade da equação de bloqueio do sol, Bergin voltou-se para Drew Shindell, professor de ciências do clima em Duke e especialista em usar o Modelo Global de Clima da NASA GISS.

Como o modelo climático já explica a quantidade de energia do sol bloqueada por diferentes tipos de partículas no ar, não foi um estiramento para estimar os efeitos das partículas sobre a energia solar. O modelo da NASA também estima a quantidade de material particulado depositado em superfícies em todo o mundo, fornecendo uma base para a equação de Bergin para calcular a quantidade de luz solar que seria bloqueada por poeira acumulada e poluição.

Os cálculos resultantes estimam a perda total de produção de energia solar em todas as partes do mundo. Enquanto os Estados Unidos têm poeira migratória relativamente pequena, regiões mais áridas, como a Península Arábica, o Norte da Índia e a China Oriental, estão observando grandes perdas – 17 a 25% ou mais, assumindo limpezas mensais. Se as limpezas ocorrerem a cada dois meses, esses números passam para 25 ou 35%.

Existem, é claro, múltiplas variáveis ​​que afetam a produção de energia solar tanto a nível local como regional. Por exemplo, uma grande área de construção pode causar um rápido acúmulo de poeira em uma matriz solar próxima.

A Península Arábica perde muito mais energia solar no pó do que os poluentes produzidos pelo homem, disse Bergin. Mas o inverso é verdadeiro para as regiões da China, e as regiões da Índia não estão muito atrasadas.

“A China já está a olhar para dezenas de bilhões de dólares perdidos a cada ano, com mais de 80 por cento daqueles provenientes de perdas devido à poluição”, disse Bergin. “Com a explosão de renováveis ​​que ocorrem na China e seu recente compromisso com a expansão de sua capacidade de energia solar, esse número só vai subir”.

“Nós sempre soubemos que esses poluentes eram ruins para a saúde humana e as mudanças climáticas, mas agora mostramos o quão ruim eles são para a energia solar”, continuou Bergin. “É mais uma razão para os formuladores de políticas em todo o mundo adotar controles de emissões”.

Fonte: Sciencedaily