A medida que los cierres de Covid-19 y las órdenes de quedarse en casa dejaron gran parte de los viajes y el comercio del mundo, las personas de todo el mundo comenzaron a notar cielos más despejados como resultado de niveles más bajos de contaminación del aire. Ahora, los investigadores han podido demostrar que esos cielos más despejados tuvieron un impacto medible en la salida de los paneles solares fotovoltaicos, lo que condujo a un aumento de más del 8 por ciento en la salida de energía de las instalaciones en Delhi.

Si bien este rendimiento mejorado no fue inesperado, los investigadores dicen que este es el primer estudio que demuestra y cuantifica el impacto de la reducción de la contaminación del aire en la producción solar. El efecto debería aplicarse a las instalaciones solares en todo el mundo, pero normalmente sería muy difícil de medir en un contexto de variaciones naturales en la producción de paneles solares causadas por todo, desde nubes hasta polvo en los paneles. Las condiciones extraordinarias desencadenadas por la pandemia, con su repentino cese de actividades normales, combinado con datos de alta calidad sobre la contaminación del aire de una de las ciudades más húmedas del mundo, brindaron la oportunidad de aprovechar los datos de un experimento natural sin precedentes y sin precedentes. A medida que el aire se despejó, mayor rendimiento en la produccion de energía solar

Puerta del Sol de Madrid

Los hallazgos se informaron hoy en la revista Joule , en un artículo del profesor de ingeniería mecánica del MIT Tonio Buonassisi, el científico investigador Ian Marius Peters y otros tres en Singapur y Alemania.  A medida que el aire se despejó, mayor rendimiento en la produccion de energía solar

MIT Tonio Buonassisi,

El estudio fue una extensión de la investigación previa que el equipo ha llevado a cabo en Delhi durante varios años. El impulso para el trabajo se produjo después de que un patrón climático inusual en 2013 barrió una columna de humo concentrado de incendios forestales en Indonesia en una vasta franja de Indonesia, Malasia y Singapur, donde Peters, que acababa de llegar a la región, lo encontró ” era tan malo que no podías ver los edificios al otro lado de la calle “.

Ian Marius Peters- MIT

Como ya estaba investigando sobre energía solar fotovoltaica, Peters decidió investigar qué efectos estaba teniendo la contaminación del aire en la producción de paneles solares. El equipo tenía buenos datos a largo plazo tanto en la salida del panel solar como en la insolación solar, reunidos al mismo tiempo por estaciones de monitoreo ubicadas adyacentes a las instalaciones solares. Vieron que durante el evento de neblina de 18 días de duración, el rendimiento de algunos tipos de paneles solares disminuyó, mientras que otros se mantuvieron igual o aumentaron ligeramente. Esa distinción resultó útil para separar los efectos de la contaminación de otras variables que podrían estar en juego, como las condiciones climáticas.

Más tarde, Peters se enteró de que cada año, año tras año, se había recogido un registro de alta calidad, durante años, de mediciones reales de la contaminación del aire por partículas finas (partículas de menos de 2.5 micrómetros) en la Embajada de los Estados Unidos en Delhi. Eso proporcionó la línea de base necesaria para determinar los efectos reales de la contaminación en la producción de paneles solares; Los investigadores compararon los datos de contaminación del aire de la embajada con los datos meteorológicos sobre la nubosidad y los datos de irradiación solar de los sensores.

Identificaron una reducción general de aproximadamente el 10 por ciento en la producción de las instalaciones solares en Delhi debido a la contaminación, lo suficiente como para hacer mella significativa en las proyecciones financieras de las instalaciones.

Para ver cómo las paradas de Covid-19 habían afectado la situación, pudieron usar las herramientas matemáticas que habían desarrollado, junto con la recopilación de datos en curso de la embajada, para ver el impacto de las reducciones en los viajes y las operaciones de la fábrica. Compararon los datos de antes y después de que India entró en el cierre obligatorio el 24 de marzo, y también compararon esto con los datos de los tres años anteriores.

Descubrieron que los niveles de contaminación se redujeron en aproximadamente un 50 por ciento después del cierre. Como resultado, la producción total de los paneles solares se incrementó en un 8,3 por ciento a fines de marzo, y en un 5,9 por ciento en abril, calcularon.

“Estas desviaciones son mucho mayores que las variaciones típicas que tenemos” dentro de un año o de un año a otro, dice Peters, de tres a cuatro veces mayor. “Así que no podemos explicar esto con solo fluctuaciones”. La cantidad de diferencia, dice, es aproximadamente la diferencia entre el rendimiento esperado de un panel solar en Houston versus uno en Toronto.

Un aumento del 8 por ciento en la producción podría no parecer mucho, dice Buonassisi, pero “los márgenes de ganancia son muy pequeños para estas empresas”. Si una compañía solar esperaba obtener un margen de beneficio del 2 por ciento de su producción esperada del panel del 100 por ciento, y de repente obtiene un rendimiento del 108 por ciento, eso significa que su margen se ha multiplicado por cinco, del 2 por ciento al 10 por ciento, señala.

Los resultados proporcionan datos reales sobre lo que puede suceder en el futuro a medida que las emisiones se reducen a nivel mundial, dice. “Esta es la primera evaluación cuantitativa real en la que casi tienes un interruptor que puedes encender y apagar para la contaminación del aire, y puedes ver el efecto”, dice. “Tiene la oportunidad de basar estos modelos con y sin contaminación del aire”.

Al hacerlo, dice, “da una idea de un mundo con una contaminación del aire significativamente menor”. También demuestra que el solo hecho de aumentar el uso de electricidad solar y, por lo tanto, desplazar la generación de combustibles fósiles que produce contaminación del aire, hace que esos paneles sean más eficientes todo el tiempo.

Colocar paneles solares en la casa de uno, dice, “es ayudar no solo a usted mismo, no solo poner dinero en su bolsillo, sino también ayudar a todos los que ya tienen paneles solares instalados, así como a todos los que los instalarán los próximos 20 años “. En cierto modo, una marea creciente de paneles solares eleva todos los paneles solares.

Aunque el foco estaba en Delhi, debido a que los efectos allí son tan fuertes y fáciles de detectar, este efecto “es cierto en cualquier lugar donde haya algún tipo de contaminación del aire. Si lo reduce, tendrá consecuencias beneficiosas para los paneles solares ”, dice Peters.

C. Brabec y J. Hauch en el Helmholtz-Institute Erlangen-Nuremberg

Aun así, no todas las afirmaciones de tales efectos son necesariamente reales, dice, y los detalles son importantes. Por ejemplo, también se observaron cielos más despejados en gran parte de Europa como resultado de los cierres, y algunos informes de noticias describieron niveles excepcionales de producción de granjas solares en Alemania y en el Reino Unido. Pero los investigadores dicen que resultó ser una coincidencia.

Dr-Andre-Nobre

“Los niveles de contaminación del aire en Alemania y Gran Bretaña son generalmente tan bajos que la mayoría de las instalaciones fotovoltaicas no se ven significativamente afectadas por ellos”, dice Peters. Después de verificar los datos, lo que más contribuyó a esos altos niveles de producción solar esta primavera, dice, resultó ser “un clima extremadamente agradable”, que produjo un número récord de horas de luz solar.

El equipo de investigación incluyó a para Energías Renovables, en Alemania, donde Peters ahora también trabaja, y A. Nobre en Cleantech Solar en Singapur. El trabajo fue apoyado por el gobierno del estado bávaro.

Texto original: Full story via MIT News →