Covid-19关闭导致太阳能发电量增加

随着新冠肺炎停运和国内订单的出现，全球大部分旅游和商业活动陷入停顿，世界各地的人们开始注意到，由于空气污染水平下降，天空变得更加晴朗了。如今，研究人员已经能够证明，更清澈的天空对太阳能光伏板的输出产生了可测量的影响，导致德里安装太阳能光伏板后的发电量增加了8%以上。

虽然产量的提高并不出人意料，但研究人员表示，这是首次证明并量化空气污染减少对太阳能产量的影响的研究。这一效应应该适用于世界各地的太阳能装置，但在考虑到太阳能板上从云到灰尘等各种因素造成的太阳能板输出的自然变化背景下，通常很难衡量。大流行引发的异常情况，加上正常活动的突然中断，再加上来自世界上烟雾最严重城市之一的高质量空气污染数据，为利用一项史无前例、未经计划的自然实验的数据提供了机会。

这一发现今天发表在《焦尔》杂志上，由麻省理工学院机械工程教授Tonio Buonassisi、研究科学家Ian Marius Peters以及其他三位来自新加坡和德国的科学家共同撰写。

这项研究是之前研究的延伸，该团队已经在德里进行了几年。推动工作是在一个不寻常的天气模式在2013年被一个集中在印尼从森林火灾的烟雾在一片广阔的印尼、马来西亚、新加坡,彼得斯,刚刚抵达该地区,发现“这是如此糟糕,你不能看到街上的建筑在另一边。”

由于他已经在做太阳能光伏的研究，彼得斯决定调查空气污染对太阳能电池板输出的影响。该小组拥有太阳能电池板输出和太阳能日晒的长期数据，这些数据是由设在太阳能装置附近的监测站同时收集的。他们发现，在长达18天的雾霾事件中，某些类型的太阳能电池板的性能下降，而另一些保持不变或略有增加。事实证明，这种区分有助于区分污染和其他可能起作用的变量(如天气条件)的影响。

彼得斯后来了解到，美国驻德里大使馆年复一年，每小时都在收集空气中细颗粒物(小于2.5微米的颗粒物)的高质量、长达数年的实际测量记录。为确定污染对太阳能电池板输出的实际影响提供了必要的基线;研究人员将使馆的空气污染数据与传感器提供的云量和太阳照射数据进行了比较。

他们发现，由于污染，德里的太阳能装置的总产出减少了大约10%——足以对该设施的财务预测造成重大影响。

为了了解Covid-19关闭对情况的影响，他们能够使用自己开发的数学工具，以及大使馆正在进行的数据收集，来了解旅行和工厂运营减少的影响。他们比较了3月24日印度进入强制封锁之前和之后的数据，并将其与此前三年的数据进行了比较。

他们发现，关闭核电站后，污染水平下降了大约50%。因此，据他们计算，太阳能电池板的总产出在3月底增加了8.3%，在4月份增加了5.9%。

彼得斯说，“这些偏差比我们在一年或一年之间所见到的典型变异要大得多，要大三到四倍。”“所以我们不能仅用波动来解释这一现象。他说，两者之间的差异大致相当于休斯顿的太阳能板预期性能与多伦多的太阳能板预期性能之间的差异。

8%的产量增幅听起来可能不大，Buonassisi说，但是“这些企业的利润率非常小。他指出，如果一家太阳能公司希望从其预期100%的太阳能电池板产量中获得2%的利润率，而突然间他们获得了108%的产量，这意味着他们的利润率增加了5倍，从2%增加到10%。

他说，这些发现为未来全球减排会发生什么提供了真实的数据。他说:“这是第一次真正的定量评估，你几乎有一个开关，你可以打开和关闭空气污染，你可以看到效果。”“不管有没有空气污染，你都有机会建立这些模型的基准。”

他说，通过这样做，“它让我们看到一个空气污染明显减少的世界。”“它还表明，增加太阳能发电的使用，从而取代产生空气污染的化石燃料发电，这一行为使这些电池板一直更有效率。”

他说，把太阳能板安装在自己的房子上，“不仅是帮助你自己，不仅是给你的口袋里装了钱，而且也帮助了其他已经安装了太阳能板的人，以及未来20年将要安装太阳能板的人。”“在某种程度上，太阳能电池板的兴起提高了所有的太阳能电池板。

尽管关注的焦点是德里，但由于那里的影响如此强烈且容易察觉，这种影响“在任何有某种空气污染的地方都是真实的”。如果你减少它，它将对太阳能板产生有益的影响，”彼得斯说。

他说，即便如此，并不是所有关于这种效应的说法都一定是真实的，而且细节确实很重要。例如，欧洲大部分地区的天空也因为关闭而变得更清澈，一些新闻报道称德国和英国的太阳能发电厂产出了异常高的产量，但研究人员说，这只是一个巧合。

彼得斯说:“德国和英国的空气污染水平一般都很低，大多数光伏装置都没有受到严重影响。”他说，在检查了这些数据之后，导致今年春天太阳能输出量如此之高的原因是“极好的天气”，创造了日照时数的记录。

研究小组包括德国埃兰根-纽伦堡赫姆霍尔茨研究所的C. Brabec和J. Hauch(彼得斯现在也在那里工作)，以及新加坡清洁技术太阳能研究所的A. Nobre。这项工作得到了巴伐利亚州政府的支持。