雾霾对光伏板发电量造成损失约为10% 而钙钛矿材料受损更重

近日，美国麻省理工学院(MIT)研究人员在国际学术期刊《能源与环境科学》(Energy&Environmental Science)上刊发雾霾对光伏影响的最新研究结果。研究显示，由于日照减少，雾霾对光伏板发电量造成损失约为11.5%±1.5%，而当前最具前景的钙钛矿材料受雾霾影响更为严重，其发电量损失可达17%左右。

雾霾作为发展中国家广泛关注的空气污染现象，对近年来大规模兴起的发电光伏板的影响尚不清晰。此前有研究表明，雾霾由于遮蔽阳光，以硅晶为原料的光伏板发电效率会受到削弱。而由麻省理工学院与新加坡国立大学研究人员共同完成的这个项目，通过采集印度、中国等发展中国家城市雾霾数据，总结出日照减少、细颗粒物(PM2.5)浓度与光伏发电量之间的经验关系。这种方法可以直接估计地球上任何地方的光伏发电与空气污染相关的损失，量化了雾霾对光伏发电的影响，对光伏项目投资建设起到了指导作用。

论文作者之一Ian Marius Peters于2013年在新加坡从事太阳能研究工作时却遭遇了严重的空气污染。由于印尼森林大火与罕见的大风天气，雾霾一时气味刺鼻，遮天蔽日。当其他人在讨论严重的空气污染对公共健康造成的影响时，Peters与其同事开始研究雾霾对当地太阳能发电板造成的影响。

经过数年数据收集，研究人员将到达地面的太阳辐射数据与空气中颗粒物数据结合到一起，找到了一种能够估算在光线到达太阳能板之前、被雾霾吸收或散射的太阳能，借此计算出太阳能电池板发电损失量。

结果显示，在印度等常年有空气污染的地区，太阳能电池板发电量的年平均衰减水平大约是12%。这也就意味着，为实现光伏发电盈利，在投资安装光伏板前，安装地区雾霾的情况需要计入考虑。对一些太阳能装置来说，雾霾带来的不确定因素很有可能挤压了原有的利润空间，导致项目亏损。

Peters说:“当你在做项目规划时，如果没有考虑到空气污染，实际项目规模会缩小，你的投资回报率就会得到错误的估计。”

同时，研究组对世界上其他16个城市的相关数据进行了分析，发现雾霾对光伏发电量的影响程度从新加坡的2.0%到北京、达喀尔、乌兰巴托和加尔各答的9.1%以上不等。值得注意的是，在不同类型的太阳能电池中，包括砷化镓、碲化镉和钙钛矿等，由于对太阳能的光谱响应有所不同，当前最具前景的钙钛矿材料受到雾霾影响最大，印度德里的数据显示，其发电量衰减或超过17%。

随着近年来光伏装机量激增，研究人员认为，其实际发电量可能会大打折扣。结合目前各大城市的光伏装机量，据研究组估计，仅在德里，每年雾霾对光伏发电造成的收入损失就可能高达2000万美元，加尔各答约为1600万美元，北京和上海的每年约为1000万美元。

研究人员预计，如果没有考虑到雾霾而导致系统整体设计不足，可能影响到整个光伏系统的可靠性。