Les panneaux solaires fonctionnent-ils? Le MIT accorde une contribution financière à l'impact économique de la pollution

À Delhi, en Inde, "il n’ya jamais de journée sans pollution", déclare Ian Marius Peters. Selon ses calculs, cela coûte aux utilisateurs locaux d’énergie solaire au moins 20 millions de dollars par an.

Delhi n’est pas seule dans cette situation. Peters, chercheur au MIT, était membre d'un groupe de recherche qui comparait les données de 17 villes dans le but d'évaluer comment la pollution de l'air nuisait à l'efficacité du panneau solaire, une technologie longtemps critiquée par les critiques pour n'avoir pas tenu ses promesses. énergie renouvelable. Les panneaux solaires fonctionnent-ils par temps de smog? Les panneaux solaires restent-ils suffisamment dans l'air pollué pour capter l'énergie du soleil? La grande question, cependant: combien d’argent provient de l’industrie solaire, car les produits ne tiennent pas leurs promesses?

La réponse courte? La brume dans les villes polluées est assez grave pour pousser certaines entreprises solaires à la faillite.

Les résultats de leur enquête sont parus plus tôt en août dans le journal Science de l'énergie et de l'environnement. Faire leurs recherches, "Si leurs systèmes ne fonctionnent pas comme prévu, cela ne sera certainement pas agréable et cela pourrait renforcer le scepticisme quant à l'installation de systèmes solaires dans les villes", a déclaré Peters. Inverse. «J'espère que l'étude montre que si vous installez des panneaux solaires dans des villes où il existe un problème connu de pollution de l'air, vous devez en tenir compte lorsque vous planifiez votre système. Si vous le faites correctement, vous pourrez alors faire vos prévisions et vos évaluations financières correctement. ”

De toute évidence, sur le plan de la santé publique et des politiques publiques, les gouvernements et l’industrie devraient déjà s'attaquer à cette pollution atmosphérique, mais comme Peter Peters l’a dit à MIT News, leur étude «espère que ceci est un autre exemple montrant que nous devons réellement améliorer la qualité de l’air dans les villes, et montrer que cela compte vraiment."

À l'aide de capteurs, l'équipe a collecté des données sur les particules en suspension dans l'air susceptibles de disperser, d'absorber ou de réfléchir la lumière, en se concentrant sur les particules fines de moins de 2,5 millimètres de diamètre.

Ce matériau, principalement des composés tels que les sulfates, les nitrates, l'ammoniac, le carbone et le plomb, provient principalement de sources synthétiques telles que les émissions automobiles, les poussières et la cuisson - même si leur destination n'est pas moins importante. La pollution atmosphérique de cette taille est suffisamment petite pour pénétrer non seulement dans les poumons, mais aussi dans le sang. Selon l’Organisation mondiale de la santé des Nations Unies, la pollution de l’air cause environ 6,5 millions de décès prématurés chaque année.

Bien que moins horrible, l'impact économique sur la collecte de l'énergie solaire n'était pas moins frappant, selon l'étude. Pour la capitale, Kolkata, dans l'État indien du Bengale occidental, Peters et son groupe estimaient à une perte d'environ 16 millions de dollars par an le rendement de l'énergie solaire. Les villes de Beijing et de Shanghai ont chacune perdu environ 10 millions de dollars par an.

L’équipe a également projeté que les projets solaires proposés à Los Angeles - malgré de longs efforts pour résoudre son problème historique de smog - pourraient encore coûter aux utilisateurs d’énergie solaire de la ville entre 6 et 9 millions de dollars par an.

Pour mettre ces chiffres en contexte, il pourrait être utile de penser en termes de pourcentages. Les chercheurs expliquent que la pollution de l’air à Dehli filtre environ 12% de la lumière qui pourrait sinon être convertie en énergie solaire. À Los Angeles, ce nombre est d’environ 2%; à Shanghai, c’est environ 8 ou 9%.

Comparez ces chiffres aux marges bénéficiaires de la plupart des entreprises solaires, souvent entre 17 et 20% pour les entreprises de plusieurs millions de dollars, et beaucoup moins pour les plus petites entreprises. La réalité semble donc claire: l'air vicié peut vraiment suffoquer solaire avant d’avoir la chance de se développer.

«J'espère que cette étude aura pour effet que davantage de professionnels installeront ce type de capteurs qui rendront ce type de données disponible», déclare Peters. "Les capteurs nous permettent de faire des prévisions plus précises sur le rendement des panneaux solaires."

Résumé d'étude

La brume urbaine est une menace multiforme. Risque majeur pour la santé, il affecte également le passage de la lumière à travers la basse atmosphère. Dans cet article, nous présentons une étude portant sur l’impact du trouble sur la performance des installations photovoltaïques en ville. En utilisant des données de terrain à haute résolution et à long terme de Delhi et de Singapour, nous établissons une relation empirique entre la réduction de l’insolation et la concentration en particules fines (PM2,5). Cette approche permet d’estimer facilement les pertes liées à la pollution de l’air générées par la production d’énergie photovoltaïque partout dans le monde. Pour Delhi, nous constatons que l'ensoleillement reçu par les panneaux photovoltaïques au silicium a été réduit de 11,5% ± 1,5% ou 200 kWh m -2 par an entre 2016 et 2017 en raison de la pollution atmosphérique. Nous avons étendu cette analyse à 16 villes supplémentaires sur la planète et avons estimé les réductions de l'insolation allant de 2,0% (Singapour) à 9,1% (Beijing). En utilisant les données spectrales de Singapour, nous avons projeté l'incidence sur les autres technologies photovoltaïques et avons constaté une réduction supplémentaire par rapport au silicium comprise entre 23% par rapport à GaAs et 42% pour un matériau pérovskite à 1,64 eV. Compte tenu des objectifs actuels en matière d’installations et des prix locaux de l’électricité, nous prévoyons que les pertes annuelles de revenus provenant des installations photovoltaïques dépasseront 20 millions USD pour Delhi uniquement, ce qui indique que les dommages économiques annuels dus à la pollution de l’air pour les exploitants de sites photovoltaïques et les investisseurs pourraient se chiffrer en milliards de dollars.