A légszennyezés súlyosan befolyásolja mind az emberi egészséget, mind a megújuló energiatechnológiák, például a napenergia teljesítményét. A szennyezés legszembetűnőbb következménye, hogy fokozza a légúti és szív- és érrendszeri megbetegedések számát, de közvetlen negatív hatással van a Földet érő napsugárzásra is. A légkörben lebegő szennyező részecskék ködöt hoznak létre, amely felfogja az üvegházhatású gázokat, és csökkenti a napenergia előállításához felhasználható napsugárzás mennyiségét.
Azokban az országokban, ahol magas a szennyezési arány, mint pl Kína, India és az Arab-félsziget, ez a probléma súlyosbodik. A szennyezés nemcsak a közegészségügyet érinti, hanem a napsugárzáson alapuló energetikai infrastruktúrák hatékonyságát is csökkenti. A napelemek, amelyek nagymértékben függenek az akadálytalan napsugárzástól, teljesítménycsökkenést szenvednek el a napfényt blokkoló szennyező anyagok miatt.
Levegőszennyezés és napenergia
Ebben a témában az egyik legrelevánsabb tanulmányt a Duke Egyetem készítette Michael Bergin építő- és környezetmérnök professzor irányításával. Ez a tanulmány azt elemezte, hogy a napelemeken, különösen az emberi tevékenység által generált részecskék felhalmozódása milyen pusztító hatással van a teljesítményükre. A természetes pornál kisebb és ragadósabb mesterséges részecskék sokkal nehezebben tisztíthatók, ezért károsabbak a napenergia-termelésre.
Bergin professzor kifejtette, hogy bár a panelek tisztításának gyakoriságának növelése megoldásnak tekinthető, ez nem ideális intézkedés, mivel idővel károsíthatja őket.
„A mesterséges részecskék kicsik és ragacsosak, ezért sokkal nehezebb megtisztítani őket. Minél többet tisztítják őket, annál nagyobb a károsodásuk veszélye” – mondta Bergin.
A száraz területeken, például az Arab-félszigeten a szennyező anyagok felhalmozódása drámaian csökkenti a napelemek hatékonyságát. Ha a paneleket havonta tisztítják, akkor a közötti csökkenés a 17% és 25% a termelőkapacitásban, míg kéthavonta tisztítva a veszteség elérheti akár 35%. Ez a napenergiára gyakorolt gazdasági hatás jelentős, különösen az olyan országokban, mint Kína, amelyek csillagászati összegeket fektetnek be a megújuló energiákba.
Hogyan hat a légszennyezés a napenergiára?
A légszennyező anyagok két fő módon befolyásolják a napenergiát: a közvetlen napfény akadályozása és felgyülemlett károk a napelemek felületén. A szuszpenzióban lévő apró részecskék megakadályozzák, hogy a napsugárzás teljesen elérje a fotovoltaikus paneleket, ami kevesebb áramtermelést eredményez.
A paneleket érő napsugárzás csökkentése mellett a részecskék hosszan tartó felhalmozódása a felületeken hosszú távú károsodást okoz. A légköri részecskék nemcsak csökkentik a panelek napi hatékonyságát, hanem, ha nem megfelelően távolítják el, felgyorsítják a kopási folyamatot és növelik a karbantartási költségeket.
Az energiahatékonyság elvesztése
- A közvetlen napsugárzás csökkentése: A levegőben lévő részecskék blokkolják és szórják a napsugárzást, ami befolyásolja a panelek napenergia-elnyelő képességét.
- Por és szennyeződés felhalmozódása: Idővel szennyeződések rakódnak le a panelek felületén, ami tovább befolyásolja azok hatékonyságát.
- Nagyobb karbantartási igény: A ragadós szennyeződés részecskék megnövelik a panelek tisztításának szükségességét, ami növeli a károsodás kockázatát és további üzemeltetési költségeket.
Intézkedések a szennyezés napenergiára gyakorolt hatásának csökkentésére
Szerencsére számos stratégia létezik a szennyezés napelemekre gyakorolt hatásának csökkentésére. A rendszeres és megfelelő tisztítás A panelek hatékonysága optimális körülmények között alapvető fontosságú. Magas szennyezettségű helyeken, automatizált tisztítórendszerek hatékony megoldást kínálhat azáltal, hogy csökkenti a gyakori kézi beavatkozás szükségességét és minimalizálja a panelek kopását.
A panelek teljesítményének javítása érdekében célszerű megvalósítani a folyamatos monitorozás a környezetszennyezés mértékétől. A levegőminőség-érzékelők lehetővé teszik, hogy előre jelezze, mikor lesz szükség gyakoribb karbantartási feladatok elvégzésére, optimalizálva a fotovoltaikus berendezések teljesítményét. Egy másik intézkedés a tervezés és felépítés különösen a dőlésszög beállításával, amely lehetővé teszi, hogy az eső természetesen tisztán tartsa a paneleket.
- A paneltisztítás automatizálása: Az automatizált tisztítórendszerek megakadályozzák a részecskék felhalmozódását a paneleken, és csökkentik a karbantartási költségeket.
- Légszennyezés-ellenőrzés: A levegőminőség-érzékelők segítenek azonosítani, mikor van szükség megelőző karbantartásra.
- Panelelrendezés optimalizálása: Állítsa be a panelek dőlésszögét, hogy megkönnyítse az eső általi természetes tisztítást.
Ezzel párhuzamosan a kutatók azon dolgoznak speciális bevonatok amely megakadályozhatja a por és szennyeződések felhalmozódását a paneleken, hosszú távon hozzájárulva a nagyobb hatékonysághoz. Bár még fejlesztési fázisban vannak, ezek az előrelépések azt ígérik, hogy javítják a napelemek ellenálló képességét a szennyezés hatásaival szemben.
A légszennyezettség csökkentése nemcsak a közegészségügy javulásához járul hozzá, hanem a megújuló energiaforrások, köztük a napenergia hatékonyságának növeléséhez is. Ezért a kormányok és a vállalatok felelőssége, hogy szigorú környezetvédelmi politikákat hajtsanak végre, és folytassák a tiszta technológiákba való befektetést.
A napenergia továbbra is az egyik legjobb fegyver az éghajlatváltozás elleni küzdelemben. A szennyezés által jelentett kihívások ellenére a technológiai fejlesztések, például a védőbevonatok és az automatizált tisztítórendszerek kombinációja lehetővé teszi ennek a megújuló energiaforrásnak a jövőbeni jobb kihasználását és a benne rejlő lehetőségek maximalizálását.