由于Covid-19的停工和全天候定單使世界上許多旅行和商務(wù)陷入停頓，由于空氣污染水平降低，全世界的人們開始注意到天空更加晴朗。現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)能夠證明那些更晴朗的天空對太陽能光伏板的輸出產(chǎn)生了可觀的影響，從而使德里裝置的輸出功率增加了8%以上。

(本文翻譯自麻省理工學(xué)院新聞辦公室，原作者：戴維·錢德勒)

盡管這樣的輸出提高并不意外，但研究人員表示，這是首次證明并量化減少的空氣污染對太陽能輸出的影響的研究。這種影響應(yīng)適用于全球范圍內(nèi)的太陽能裝置，但通常很難在由云到面板上的灰塵等一切因素引起的太陽能電池板輸出自然變化的背景下進行測量。大流行引發(fā)的異常狀況，加上正常活動的突然停止，再加上來自世界上煙霧最濃重的城市之一的高質(zhì)量空氣污染數(shù)據(jù)，為利用空前的，未經(jīng)計劃的自然實驗的數(shù)據(jù)提供了機會。

麻省理工學(xué)院機械工程學(xué)教授托尼奧·布納西西(Tonio Buonassisi)，研究科學(xué)家伊恩·馬里烏斯·彼得斯(Ian Marius Peters)以及其他三位在新加坡和德國的論文，今天發(fā)表在《焦耳》雜志上。

該研究是該團隊在德里進行了數(shù)年的先前研究的延伸。這項工作的動力來自于2013年的異常天氣模式，席卷了印度尼西亞，馬來西亞和新加坡的大片印度尼西亞森林大火帶來的濃煙，剛剛來到該地區(qū)的彼得斯發(fā)現(xiàn)了“太糟糕了，您看不到街道另一邊的建筑物。”

彼得斯決定研究空氣污染對太陽能電池板輸出的影響。該團隊在太陽能電池板輸出和日照方面均擁有良好的長期數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通過與太陽能裝置相鄰的監(jiān)測站同時收集的。他們發(fā)現(xiàn)，在為期18天的霧霾天氣期間，某些類型的太陽能電池板的性能下降，而其他類型的太陽能電池板則保持不變或略有提高。事實證明，這種區(qū)別有助于消除污染的影響和其他可能發(fā)揮作用的變量，例如天氣條件。

彼得斯后來獲悉，年復(fù)一年，每小時都在德里的美國大使館每小時收集一次高質(zhì)量的多年細顆?？諝馕廴?尺寸小于2.5微米)的實際測量記錄。這為確定污染對太陽能電池板輸出的實際影響提供了必要的基準(zhǔn);研究人員將使館的空氣污染數(shù)據(jù)與云量的氣象數(shù)據(jù)以及傳感器的太陽輻射數(shù)據(jù)進行了比較。

他們發(fā)現(xiàn)，由于污染，德里的太陽能裝置的總輸出量減少了約10%，足以使該設(shè)施的財務(wù)預(yù)測大大減少。

為了了解Covid-19停工對局勢的影響，他們能夠使用自己開發(fā)的數(shù)學(xué)工具以及使館正在進行的數(shù)據(jù)收集，來了解減少差旅和工廠運營的影響。他們比較了印度在3月24日實施強制封鎖前后的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)與過去三年的數(shù)據(jù)進行了比較。

他們發(fā)現(xiàn)，停機后污染水平降低了約50%。結(jié)果，他們計算出，太陽能電池板的總產(chǎn)量在3月下旬增加了8.3%，在4月增加了5.9%。

彼得斯說：“這些偏差在一年內(nèi)或每年都比我們的典型差異大得多”，是三到四倍。“因此，我們不能僅憑波動來解釋這一點。”他說，差異的大小大致是休斯頓的太陽能電池板與多倫多的太陽能電池板的預(yù)期性能之間的差異。

Buonassisi說，將產(chǎn)量提高8%聽起來并不多，但是“這些企業(yè)的利潤率很小。”他指出，如果一家太陽能公司期望從預(yù)期的100%面板產(chǎn)量中獲得2%的利潤，而突然獲得108%的產(chǎn)量，這意味著它們的利潤率已從2%增至10%，增加了五倍。

他說，研究結(jié)果提供了有關(guān)未來全球排放量減少情況可能發(fā)生的真實數(shù)據(jù)。他說：“這是第一個真正的定量評估，幾乎有了一個開關(guān)，您可以打開和關(guān)閉此開關(guān)以消除空氣污染，并且可以看到效果。”“無論有沒有空氣污染，您都有機會為這些模型建立基準(zhǔn)。”

他說，這樣做，“可以窺見一個空氣污染明顯減少的世界。”這也表明，增加太陽能發(fā)電的使用量，從而取代產(chǎn)生空氣污染的化石燃料發(fā)電，這一舉動使這些面板始終保持更高的效率。

他說，將太陽能電池板放在自己的房屋上，“不僅在幫助自己，不僅在口袋里放錢，而且還在幫助已經(jīng)安裝了太陽能電池板的所有人以及將安裝太陽能電池板的其他人接下來的20年。”從某種意義上說，太陽能電池板的漲潮會抬高所有太陽能電池板。

盡管重點放在德里，但由于那里的影響是如此強大且易于檢測，因此這種影響“在任何存在空氣污染的地方都是真實的。如果減少它，它將對太陽能電池板產(chǎn)生有益的影響。”彼得斯說。

他說，即便如此，并非所有關(guān)于這種影響的主張都一定是真實的，而且細節(jié)確實很重要。例如，由于關(guān)閉，整個歐洲大部分地區(qū)也出現(xiàn)了更晴朗的天空，一些新聞報道描述了德國和英國太陽能發(fā)電場的超常輸出水平，但研究人員說，這只是一個巧合。

彼得斯說：“德國和英國的空氣污染水平通常很低，以至于大多數(shù)光伏裝置不受其影響。”他說，核對數(shù)據(jù)后，導(dǎo)致今年春季太陽能產(chǎn)量高的最大原因是“極端好天氣”，產(chǎn)生了創(chuàng)紀(jì)錄的日照小時數(shù)。

該研究小組的成員包括位于德國埃爾蘭根-紐倫堡的Helmholtz研究所的可再生能源研究所的C. Brabec和J. Hauch，Peters現(xiàn)在也在那里工作，以及新加坡Cleantech Solar的A. Nobre。這項工作得到了巴伐利亞州政府的支持。

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