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空气污染显著降低中国太阳能光伏资源
返回列表 来源: 发布日期: 2020.05.07 浏览次数:

光伏发电利用的太阳能极易受到空气污染的影响,组成雾霾的颗粒物大大降低到达地面可供光伏利用的资源

记者 周辰 实习记者 高佳

发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究结果表明,中国空气污染显著降低中国太阳能光伏资源,在华北和华东地区,空气污染平均降低光伏资源20%左右。

 

 

图片来自视觉中国

 

10月23日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究显示,光伏发电利用的太阳能极易受到空气污染的影响,组成雾霾的颗粒物,包括公众熟悉的PM2.5和粒径更大的PM10,能够散射和吸收太阳短波辐射,大大降低到达地面可供光伏利用的资源。

 

太阳能光伏技术能够将太阳短波辐射(主要包括可见光和红外光)转化发电。近十年来,光伏发电在中国呈现前所未有的迅猛增长。

 

国际管理咨询公司A T Kearney发布的最新报告显示,截止2016年底,中国太阳能光伏装机容量累计达到77400兆瓦(77.4 GW),据世界第一。国务院2014年发布的《能源发展战略行动计划》中指出,到2020年,太阳能光伏装机达到一亿千瓦(100GW)左右。“十三五”规划确定,2020年中国太阳能光伏目标为15-20万兆瓦(150-200GW)。

 

但目前这项研究发现,在重污染区域,大范围,长时间,频繁发生的空气污染,会对光伏资源产生不可忽视的整体影响。 研究团队结合卫星数据与太阳能光伏性能模型,基于实测的太阳辐射、云和污染物和数据,模拟计算了2003至2014十二年间的光伏资源,以及空气污染和云的影响,首次对中国空气污染对光伏资源的降低作用进行了量化。

 

“我们发现,在华北和华东地区,空气污染平均降低光伏资源20%左右。在一些重污染地区(如河北、北京、天津、山东、江苏部分区域),空气污染的影响可达35%。”研究组成员,普林斯顿大学土木与环境工程系博士研究生厉潇渊向财新记者解释:“冬季是空气污染最严重,也是一年中对光伏资源影响最大的季节。在华北和华东地区, 空气污染对冬季光伏资源的降低作用和云几乎相当。”

 

目前跟踪技术(tracking technology)被地面光伏站广泛采用,以追踪太阳的日变化轨迹(单轴跟踪技术,one-axis tracking),或同时追踪日变化和季节变化(双轴跟踪技术,two-axis tracking),目的是最大化光伏板对太阳光的利用效率。

 

而研究显示,跟踪技术放大了空气污染对光伏资源的影响。在污染最严重的东部地区, 空气污染对光伏资源的平均降低作用,于固定光伏板光伏资源为20%,于单轴跟踪技术光伏板为30%,于双轴跟踪技术光伏板为35%。文章解释,这是因为空气污染中的颗粒物对太阳直接辐射的影响远大于总辐射(总辐射包括直接辐射和散射)。而跟踪技术正是利用了更多的太阳直接辐射来发电。

 

研究因此提出建议,在太阳能资源规划和电力系统应对发电间歇性问题(尤其对于冬季污染事件)时,将空气污染列为重要考虑因素。“发展清洁能源可以激发一个潜在的良性循环:太阳能的广泛使用,能够降低对于以煤为代表的化石燃料的依赖,空气污染得到缓解,太阳能发电效率提升,进一步减少对煤的依赖。”厉潇渊表示:“我们希望这项研究释放出一个积极的信号,进一步促进中国可再生能源发,以解决环境问题。”

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