近日，美國麻省理工學院(MIT)研究人員在國際學術期刊《能源與環(huán)境科學》(Energy&Environmental Science)上刊發(fā)霧霾對光伏影響的最新研究結果。研究顯示，由于日照減少，霧霾對光伏板發(fā)電量造成損失約為11.5%±1.5%，而當前最具前景的鈣鈦礦材料受霧霾影響更為嚴重，其發(fā)電量損失可達17%左右。

霧霾作為發(fā)展中國家廣泛關注的空氣污染現(xiàn)象，對近年來大規(guī)模興起的發(fā)電光伏板的影響尚不清晰。此前有研究表明，霧霾由于遮蔽陽光，以硅晶為原料的光伏板發(fā)電效率會受到削弱。而由麻省理工學院與新加坡國立大學研究人員共同完成的這個項目，通過采集印度、中國等發(fā)展中國家城市霧霾數(shù)據(jù)，總結出日照減少、細顆粒物(PM2.5)濃度與光伏發(fā)電量之間的經(jīng)驗關系。這種方法可以直接估計地球上任何地方的光伏發(fā)電與空氣污染相關的損失，量化了霧霾對光伏發(fā)電的影響，對光伏項目投資建設起到了指導作用。

論文作者之一Ian Marius Peters于2013年在新加坡從事太陽能研究工作時卻遭遇了嚴重的空氣污染。由于印尼森林大火與罕見的大風天氣，霧霾一時氣味刺鼻，遮天蔽日。當其他人在討論嚴重的空氣污染對公共健康造成的影響時，Peters與其同事開始研究霧霾對當?shù)靥柲馨l(fā)電板造成的影響。

經(jīng)過數(shù)年數(shù)據(jù)收集，研究人員將到達地面的太陽輻射數(shù)據(jù)與空氣中顆粒物數(shù)據(jù)結合到一起，找到了一種能夠估算在光線到達太陽能板之前、被霧霾吸收或散射的太陽能，借此計算出太陽能電池板發(fā)電損失量。

結果顯示，在印度等常年有空氣污染的地區(qū)，太陽能電池板發(fā)電量的年平均衰減水平大約是12%。這也就意味著，為實現(xiàn)光伏發(fā)電盈利，在投資安裝光伏板前，安裝地區(qū)霧霾的情況需要計入考慮。對一些太陽能裝置來說，霧霾帶來的不確定因素很有可能擠壓了原有的利潤空間，導致項目虧損。

Peters說:“當你在做項目規(guī)劃時，如果沒有考慮到空氣污染，實際項目規(guī)模會縮小，你的投資回報率就會得到錯誤的估計。”

同時，研究組對世界上其他16個城市的相關數(shù)據(jù)進行了分析，發(fā)現(xiàn)霧霾對光伏發(fā)電量的影響程度從新加坡的2.0%到北京、達喀爾、烏蘭巴托和加爾各答的9.1%以上不等。值得注意的是，在不同類型的太陽能電池中，包括砷化鎵、碲化鎘和鈣鈦礦等，由于對太陽能的光譜響應有所不同，當前最具前景的鈣鈦礦材料受到霧霾影響最大，印度德里的數(shù)據(jù)顯示，其發(fā)電量衰減或超過17%。

隨著近年來光伏裝機量激增，研究人員認為，其實際發(fā)電量可能會大打折扣。結合目前各大城市的光伏裝機量，據(jù)研究組估計，僅在德里，每年霧霾對光伏發(fā)電造成的收入損失就可能高達2000萬美元，加爾各答約為1600萬美元，北京和上海的每年約為1000萬美元。

研究人員預計，如果沒有考慮到霧霾而導致系統(tǒng)整體設計不足，可能影響到整個光伏系統(tǒng)的可靠性。