Không khí sạch trong đại dịch làm tăng sản lượng điện mặt trời

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh được rằng bầu trời trong lành hơn có tác động có thể đo lường được từ các tấm quang điện mặt trời, dẫn đến sản lượng điện mặt trời tăng hơn 8% ở Delhi, Ấn Độ.
Việc ngừng các hoạt động ngoài trời để ứng phó với đại dịch Covid-19 đã khiến mức độ ô nhiễm không khí trên toàn thế giới giảm xuống. Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phối hợp cùng Đức và Singapore đã phát hiện ra điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể sản lượng từ các thiết bị quang điện mặt trời ở TP Delhi.
Mặc dù sản lượng được cải thiện như vậy không phải là bất ngờ, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết, đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh và định lượng tác động của việc giảm ô nhiễm không khí đối với sản lượng mặt trời. Hiệu ứng này sẽ được áp dụng cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời trên toàn thế giới.
Thông thường, sẽ rất khó để đo lường sản lượng điện mặt trời thay đổi dựa trên nền tảng của biến đổi tự nhiên từ mây đến bụi trên các tấm pin.
Các điều kiện đặc biệt gây ra bởi đại dịch, với việc ngừng hoạt động bình thường đột ngột, kết hợp với dữ liệu ô nhiễm không khí từ Delhi, một trong những thành phố nhỏ nhất thế giới, các nhà khoa học đã có cơ hội khai thác dữ liệu trong một thí nghiệm tự nhiên chưa từng có.
Những phát hiện vừa được báo cáo trên tạp chí Joule, trong một bài báo của Giáo sư kỹ thuật cơ khí MIT Tonio Buonassisi, nhà khoa học nghiên cứu Ian Marius Peters, và ba nhà khoa học khác ở Singapore và Đức.
Nghiên cứu này là một phần mở rộng của nghiên cứu trước đây mà nhóm đã thực hiện ở Delhi trong nhiều năm. Năm 2013, gió đã quét một làn khói từ các đám cháy rừng ở Indonesia qua một vùng rộng lớn của Indonesia, Malaysia và Singapore, nơi nhà khoa học Peters đến. Khói bụi khiến ông không thể nhìn thấy các tòa nhà ở phía bên kia đường.
Vì ông đã từng thực hiện nghiên cứu về quang điện mặt trời, Peters quyết định điều tra những ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với sản lượng pin mặt trời.
Nhóm nghiên cứu đã có dữ liệu dài hạn về cả sản lượng pin mặt trời và độ phân giải mặt trời, được thu thập cùng lúc từ các trạm giám sát được thiết lập liền kề với các vị trí lắp đặt năng lượng mặt trời. Họ thấy rằng trong sự kiện khói mù kéo dài 18 ngày, hiệu suất của một số loại tấm pin mặt trời giảm, trong khi những loại khác giữ nguyên hoặc tăng nhẹ.
Các nhà nghiên cứu đã so sánh dữ liệu ô nhiễm không khí với dữ liệu khí tượng về mây và dữ liệu chiếu xạ mặt trời từ các cảm biến. Họ đã xác định tổng sản lượng điện từ năng lượng mặt trời ở Delhi giảm khoảng 10 % vì ô nhiễm.
Để xem việc giãn cách trong dịch Covid-19 đã ảnh hưởng đến tình hình như thế nào, họ đã so sánh dữ liệu từ trước và sau khi Ấn Độ ra lệnh giãn cách bắt buộc vào ngày 24-3, và so sánh dữ liệu này với dữ liệu từ ba năm trước.
Họ tìm thấy mức độ ô nhiễm đã giảm khoảng 50 % sau khi giãn cách. Do đó, tổng sản lượng từ các tấm pin mặt trời đã tăng 8,3% vào cuối tháng 3 và 5,9% vào tháng 4.
Sản lượng tăng 8% nghe có vẻ không nhiều, Giáo sư Buonassisi nói. Nhưng ông chỉ ra rằng, nếu một công ty năng lượng mặt trời đang mong đợi có được mức lợi nhuận 2% từ sản lượng dự kiến 100%, và đột nhiên họ lại nhận được sản lượng 108%, điều đó có nghĩa là tỷ suất lợi nhuận của họ đã tăng gấp năm lần, từ 2% lên 10%.
Những phát hiện này cung cấp dữ liệu thực về những gì có thể xảy ra trong tương lai khi lượng khí thải giảm trên toàn cầu, ông nói. Đây là đánh giá định lượng thực sự đầu tiên có hiệu ứng về sự khác nhau giữa có và không ô nhiễm không khí.
Nó cũng chứng minh rằng chính hành động tăng cường sử dụng điện mặt trời để thay thế việc sản xuất điện nhiên liệu hóa thạch vốn gây ra ô nhiễm không khí, sẽ làm cho những tấm pin đó hiệu quả hơn mọi lúc.
Mặc dù nghiên cứu trọng tâm là ở Delhi, vì các hiệu ứng ở đó rất mạnh và dễ phát hiện, nhưng hiệu ứng này là đúng ở bất cứ nơi nào có ô nhiễm không khí. Nếu giảm được ô nhiễm, nó sẽ mang đến những hậu quả có lợi cho các tấm pin mặt trời, ông Pet Peters nói.
Trong thực tế, các hiệu ứng hữu hình chỉ có thể thực sự được chú ý ở những nơi có ô nhiễm không khí cao như Delhi. Các nhà nghiên cứu cho biết họ đã điều tra các báo cáo trước đó về việc tăng năng lượng mặt trời tương tự ở Anh và Đức, nhưng dữ liệu cho thấy lợi ích lớn nhất chỉ đơn thuần là một đợt thời tiết đẹp.
Theo ông Peters, mức độ ô nhiễm không khí ở Đức và Anh thường thấp đến mức hầu hết các cơ sở lắp đặt pin mặt trời không bị ảnh hưởng đáng kể.
Khi đại dịch chưa kết thúc, có khả năng chúng ta sẽ tiếp tục tìm thấy các tác dụng phụ thú vị trong một loạt các lĩnh vực.