Британские ученые провели масштабное исследование глобальной солнечной инфраструктуры и установили, что атмосферные аэрозоли выступают серьезным барьером для эффективности фотоэлектрических систем. Главным виновником накопления этих частиц в атмосфере остается сжигание ископаемого топлива, в частности угля.
Для получения объективной картины эксперты синтезировали данные из открытых реестров электростанций, спутниковых снимков и краудсорсинговых платформ. Комплексный анализ параметров станций в сочетании с метеорологическими сведениями позволил специалистам точно сопоставить фактические показатели генерации с теоретически достижимыми.
Моделирование условий идеальной атмосферы, свободной от облачного покрова и аэрозольного рассеивания, продемонстрировало впечатляющий масштаб потерь: в 2023 году мир недополучил более четверти потенциального объема солнечной энергии. При этом около 20% общего дефицита обусловлено облачностью, а 6% — прямым воздействием аэрозолей.
В числовом выражении эти потери превышают 500 ТВт·ч — объем энергии, который могли бы выработать 84 угольные электростанции мощностью 1 ГВт каждая за целый год.
Исследователи акцентируют внимание на том, что аэрозоли не только блокируют солнечные лучи, но и способствуют конденсации облаков, что ведет к дополнительному падению производительности панелей. Поскольку влияние облачности трудно поддается точной оцифровке, основное внимание в работе было сосредоточено именно на антропогенном аэрозольном загрязнении.
Критическим источником таких выбросов признан диоксид серы, возникающий при сжигании угля, на долю которого приходится до 50% всех проанализированных частиц. Еще 18% составляют углеродные соединения, также являющиеся продуктами сгорания ископаемых ресурсов.
Наиболее ярко этот негативный эффект проявляется в Китае: здесь аэрозоли поглощают около 7,7% солнечного света, «съедая» от трети до половины ежегодного прироста мощностей в секторе возобновляемой энергетики. География потерь четко коррелирует с локацией угольных ТЭС, причем до 30% снижения эффективности в КНР напрямую продиктовано угольной промышленностью.
Ситуация в США выглядит более благоприятной — там падение эффективности составляет около 3%. По мнению ученых, это объясняется пространственным разрывом: солнечные парки США сосредоточены преимущественно на юге и западе, в то время как основные угольные мощности исторически сконцентрированы в восточных и северо-восточных штатах.
Авторы исследования отмечают позитивные сдвиги в Китае, где планомерное закрытие устаревших угольных предприятий и переход к технологичным источникам энергии способствуют очищению атмосферы. Наблюдения подтверждают прямую зависимость: снижение уровня загрязнения воздуха неизбежно ведет к росту КПД солнечных электростанций.
Источник: iXBT
