Luchtvervuiling in India vermindert de energie-output van sommige zonnepanelen met maar liefst 52%. Dat concluderen onderzoekers die de effecten van fijnstofvervuiling op de zonnestraling in 2001–2018 hebben gemodelleerd. Sagnik Dey, Dilip Ganguli en collega's van het Center for Atmospheric Sciences van het Indian Institute of Technology-Delhi berekenen dat de succesvolle implementatie van India's National Clean Air Program het land in staat zou stellen om elk jaar 6-16 TWh extra zonne-elektriciteit op te wekken.
Zonne-energie speelt een cruciale rol in de transitie van India naar hernieuwbare energie. Met overvloedige zonnestraling stond het land in 2020 op de vijfde plaats ter wereld voor de capaciteit van zonne-energie. Sommige delen van India hebben echter te maken met hoge en toenemende niveaus van luchtverontreiniging door deeltjes, waardoor de capaciteit van zonnepanelen op twee manieren wordt verminderd. Ten eerste blokkeren deeltjes in de lucht zonlicht, waardoor de hoeveelheid die de panelen bereikt, wordt verminderd in een proces dat atmosferische verzwakking wordt genoemd. Ten tweede hopen zich deeltjes op op de oppervlakken van panelen, waardoor zonlicht wordt geblokkeerd in het zogenaamde vervuilingseffect.
In hun laatste onderzoek hebben Dey, Ganguly en collega's gemodelleerd hoe atmosferische demping en vervuiling de zonne-energieproductie van India in 2001-2018 beïnvloedden. Hun analyse van vervuiling hield rekening met zowel de afzetting van deeltjes op panelen als hoe dit vuil wordt weggespoeld door regen.
Satellietgegevens
Het team gebruikte gegevens van NASA's satelliet-gedragen Clouds en het Earth's Radiant Energy System (CERES) instrumenten om de zonnestraling van India en de vijf elektriciteitsnetten van het land te berekenen. Dit werd geverifieerd door gebruik te maken van grondobservaties en andere relevante datasets.
Het effect van aerosolen op licht dat de grond bereikt, werd berekend met behulp van gegevens van NASA's Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Hiermee zijn de concentraties fijnstof kleiner dan 2.5 micron in de lucht boven India berekend.
Het team ontdekte dat de impact van demping en vervuiling het grootst was in de regio van het oostelijke elektriciteitsnet van India, met 16% minder zonlicht dat de horizontale zonnepanelen bereikte in de periode 2001-2018. De noordelijke en westelijke netten leden elk 12% verlies op horizontale panelen, terwijl het zonlicht dat op de zuidelijke en noordoostelijke netten viel, met respectievelijk 10% en 11% werd verminderd. De impact was veel groter op panelen die gekanteld zijn of de positie van de zon volgen. Het team berekende inderdaad dat tweeassige trackingpanelen in het oostelijke raster een vermindering van 52% van het zonlicht door vervuiling ondervonden.
Verliezen over twee assen
Wat betreft het totale verlies aan elektriciteitsopwekking voor heel India, was er een vermindering van 12% voor horizontale panelen en 41% voor panelen met twee assen. Het team berekende dat dit capaciteitsverlies zich jaarlijks in honderden miljoenen dollars vertaalt.
Het team concludeert dat er aanzienlijke voordelen zouden zijn voor de opwekking van zonne-energie met de succesvolle implementatie van India's National Clean Air Programme. Dit heeft tot doel de aërosolvervuiling met 20-30% te verminderen (vergeleken met het niveau van 2017) tegen 2024. Ze wijzen er ook op dat aërosolvervuiling verband houdt met een grotere bewolking, dus de voordelen van schone lucht zouden nog groter kunnen zijn.
Het onderzoek is beschreven in een paper dat is geaccepteerd voor publicatie in Environmental Research Letters.
De post De zonne-energieproductie van India wordt aanzienlijk verminderd door luchtvervuiling verscheen eerst op Natuurkunde wereld.
