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O desligamento do Covid-19 levou ao aumento da produção de energia solar
À medida que o ar se dissipava após os bloqueios, as instalações solares de Délhi produziam 8% mais energia, segundo o estudo.
Por David L. Chandler - 22/07/2020


As paralisações em resposta à pandemia de Covid-19 resultaram em níveis mais baixos de poluição do ar em todo o mundo. Pesquisadores do MIT, na Alemanha e Cingapura descobriram que isso resultou em um aumento significativo na produção de instalações solares fotovoltaicas em Delhi, normalmente uma das cidades mais poluídas do mundo.
Imagem: Jose-Luis Olivares, MIT

Como as paralisações da Covid-19 e os pedidos de estadia em casa paralisaram grande parte das viagens e comércio do mundo, as pessoas ao redor do mundo começaram a perceber céus mais claros como resultado de níveis mais baixos de poluição do ar. Agora, os pesquisadores conseguiram demonstrar que esses céus mais claros tiveram um impacto mensurável na produção de painéis solares fotovoltaicos, levando a um aumento de mais de 8% na produção de energia das instalações em Delhi.

Embora essa produção melhorada não tenha sido inesperada, os pesquisadores dizem que este é o primeiro estudo a demonstrar e quantificar o impacto da redução da poluição do ar na produção solar. O efeito deve se aplicar às instalações solares em todo o mundo, mas normalmente seria muito difícil de medir em um cenário de variações naturais na produção de painéis solares causadas por tudo, desde nuvens a poeira nos painéis. As condições extraordinárias desencadeadas pela pandemia, com sua interrupção repentina de atividades normais, combinadas com dados de poluição do ar de alta qualidade de uma das cidades mais poluídas do mundo, proporcionaram a oportunidade de aproveitar os dados de um experimento natural não planejado e sem precedentes.

As descobertas são relatadas hoje na revista Joule , em um artigo do professor de engenharia mecânica Tonio Buonassisi, do MIT, do cientista Ian Marius Peters e de outros três em Cingapura e na Alemanha.

O estudo foi uma extensão da pesquisa anterior que a equipe vem realizando em Delhi há vários anos. O ímpeto para o trabalho veio depois que um padrão climático incomum em 2013 varreu uma nuvem concentrada de fumaça de incêndios florestais na Indonésia através de uma vasta faixa da Indonésia, Malásia e Cingapura, onde Peters, que acabara de chegar na região, o encontrou " era tão ruim que você não podia ver os prédios do outro lado da rua. ”

Como ele já estava pesquisando sobre energia solar fotovoltaica, Peters decidiu investigar quais efeitos a poluição do ar estava causando na saída do painel solar. A equipe obteve bons dados de longo prazo sobre a saída do painel solar e a insolação solar, reunidos ao mesmo tempo por estações de monitoramento montadas adjacentes às instalações solares. Eles viram que durante o evento de 18 dias de neblina, o desempenho de alguns tipos de painéis solares diminuiu, enquanto outros permaneceram iguais ou aumentaram um pouco. Essa distinção se mostrou útil para afastar os efeitos da poluição de outras variáveis ​​que poderiam estar em jogo, como as condições climáticas.

Peters soube mais tarde que um registro de alta qualidade e anos de medições reais da poluição do ar por partículas finas (partículas com menos de 2,5 micrômetros de tamanho) havia sido coletado a cada hora, ano após ano, na Embaixada dos EUA em Delhi. Isso forneceu a linha de base necessária para determinar os efeitos reais da poluição na produção do painel solar; os pesquisadores compararam os dados de poluição do ar da embaixada com os dados meteorológicos sobre nebulosidade e os dados de irradiação solar dos sensores.

Eles identificaram uma redução geral de aproximadamente 10% na produção das instalações solares em Délhi por causa da poluição - o suficiente para causar um impacto significativo nas projeções financeiras das instalações.

Para ver como as paralisações do Covid-19 afetaram a situação, eles puderam usar as ferramentas matemáticas que haviam desenvolvido, juntamente com a coleta de dados em andamento da embaixada, para ver o impacto das reduções nas operações de viagens e fábricas. Eles compararam os dados de antes e depois da Índia entrarem em bloqueio obrigatório em 24 de março, e também compararam isso com os dados dos três anos anteriores.

Os níveis de poluição caíram cerca de 50% após o desligamento, eles descobriram. Como resultado, a produção total dos painéis solares aumentou 8,3% no final de março e 5,9% em abril, eles calcularam.

"Esses desvios são muito maiores do que as variações típicas que temos" dentro de um ano ou de ano para ano, diz Peters - três a quatro vezes maior. "Portanto, não podemos explicar isso com apenas flutuações." A quantidade de diferença, ele diz, é aproximadamente a diferença entre o desempenho esperado de um painel solar em Houston versus um em Toronto.

Um aumento de 8% na produção pode não parecer muito, diz Buonassisi, mas "as margens de lucro são muito pequenas para essas empresas". Se uma empresa de energia solar esperava obter uma margem de lucro de 2% da produção esperada de 100% do painel e, de repente, está obtendo 108% de produção, isso significa que a margem aumentou cinco vezes, de 2% para 10%, ele ressalta.

As descobertas fornecem dados reais sobre o que pode acontecer no futuro, à medida que as emissões forem reduzidas globalmente, diz ele. "Esta é a primeira avaliação quantitativa real em que você quase tem um interruptor que pode ligar e desligar a poluição do ar e pode ver o efeito", diz ele. "Você tem a oportunidade de basear esses modelos com e sem poluição do ar".

Ao fazer isso, ele diz, "dá uma olhada em um mundo com significativamente menos poluição do ar". Também demonstra que o próprio ato de aumentar o uso da eletricidade solar e, assim, substituir a geração de combustíveis fósseis que produz poluição do ar, torna esses painéis mais eficientes o tempo todo.

Colocar painéis solares na casa de alguém, diz ele, “está ajudando não apenas a si mesmo, não apenas colocando dinheiro no seu bolso, mas também ajudando todos os outros que já têm painéis solares instalados, bem como todos os outros que os instalarão sobre eles. próximos 20 anos. " De certa forma, uma maré crescente de painéis solares eleva todos os painéis solares.

Embora o foco estivesse em Délhi, porque os efeitos são tão fortes e fáceis de detectar, esse efeito “é verdadeiro em qualquer lugar onde você tenha algum tipo de poluição do ar. Se você reduzi-lo, isso terá consequências benéficas para os painéis solares ”, diz Peters.

Mesmo assim, nem todas as alegações de tais efeitos são necessariamente reais, diz ele, e os detalhes são importantes. Por exemplo, céus mais claros também foram observados em grande parte da Europa como resultado das paralisações e algumas reportagens descreveram níveis excepcionais de produção de fazendas solares na Alemanha e no Reino Unido. Mas os pesquisadores dizem que isso acabou por ser uma coincidência.

"Os níveis de poluição do ar na Alemanha e na Grã-Bretanha são geralmente tão baixos que a maioria das instalações fotovoltaicas não é significativamente afetada por elas", diz Peters. Depois de verificar os dados, o que mais contribuiu para os altos níveis de produção solar nesta primavera, diz ele, foi apenas o “clima extremamente agradável”, que produziu um número recorde de horas de luz solar.

A equipe de pesquisa incluiu C. Brabec e J. Hauch no Instituto Helmholtz Erlangen-Nuremberg para Energias Renováveis, na Alemanha, onde Peters também trabalha agora, e A. Nobre na Cleantech Solar em Cingapura. O trabalho foi apoiado pelo governo do estado da Baviera.

 

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