China breidt zijn zonne-energievoorziening snel uit, met het oog op 10 procent van de elektriciteitsbehoefte van de land in 2030 met zonne-energie. Maar er is een probleem: ernstige luchtvervuiling blokkeert licht van de zon, waardoor de zonne-energie van China aanzienlijk wordt verminderd, met name in de noordelijke en oostelijke delen van het land.

Dit probleem is het ergste in de winter, wanneer – volgens onderzoek van de universiteit van Princeton – de luchtvervuiling in deze regio’s gemiddeld ongeveer 20 procent van het zonlicht blokkeert. Dat maakt het wintertijdseffect van de luchtvervuiling op zonne-energieproductie zo belangrijk als die van wolken, die al lang als de belangrijkste belemmering voor de productie van zonne-energie beschouwd zijn.

Uit de studie van de Nationale Academie van Wetenschappen blijkt dat in de meest vervuilde gebieden van Noord- en Oost-China de verontreiniging van aërosolen het potentieel voor zonne-elektriciteitsopwekking vermindert met maar liefst een en een half kilowattuur per vierkante meter per dag, of maximaal 35 procent. Dat is genoeg om een ​​stofzuiger voor een uur aan te zetten, 6kg wasgoed of werk voor 5 tot 10 uur op een laptop.

Brandende fossiele brandstoffen verhogen aerosolconcentraties in de atmosfeer. Andere onderzoekers hebben erkend dat deze aerosolen, sulfaten, nitraat, zwarte koolstofpartikels en bruine organische verbindingen bevatten, bijdragen tot dimmen van de zon in grote delen van China. Maar geen eerder onderzoek had berekend hoe veel aerosolen in de atmosfeer China’s zonne-energie genererendm vermogen verminderen.

“Ontwikkelende landen met ernstige luchtvervuiling die snel zonne-energie uitbreiden, zoals China en India, verwaarlozen vaak de rol van aerosolen bij hun planning, maar het kan een belangrijke factor zijn om te overwegen.¨

Om te berekenen hoeveel straling van de zon de grond heeft bereikt, gebruikten de wetenschappers een zonne-fotovoltaïsche prestatiemodel, gecombineerd met satellietgegevens van NASA-instrumenten die de bestraling van de zon meten en aerosolcomponenten en wolken in de atmosfeer analyseren. Ze hebben negen aparte analyses uitgevoerd, die 2003 tot 2014 voor heel China, om de invloed van aerosolen te vergelijken in vergelijking met wolken op zonne-energieopwekking, met en zonder technologie die de zon overbrengt als het langs de hemel beweegt.

Li zei dat de bevindingen van de studie verder zouden moeten stimuleren landen zoals China en India om aerosolemissies te verminderen, zodat ze de vervuiling vermindert om zo snel hun zonne-elektriciteitsopwekking verhogen, naast de reeds bekende gezondheidsvoordelen. Er is ook potentieel voor een goede cyclus: uitbreiding van de productie van zonne-energie zou de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen kunnen verminderen, waardoor de emissies die zonne-energieproductie belemmeren verminderen, zei Li.

De bevindingen kunnen ook helpen bij het bepalen waar nieuwe zonnepanelen moeten worden gebouwd. Aërosolvervuiling in China is sterk geconcentreerd in geïndustrialiseerde, verstedelijkte gebieden, terwijl afgelegen, dunbevolkte gebieden veel schonere lucht hebben.

“Vermindering van zonne-energie opwekking door wolken is in het verleden een primaire focus geweest. Maar dit is de eerste keer dat er luchtvervuiling in de lucht is genomen bij het bepalen van de capaciteit van zonne-fotovoltaïsche cellen om elektriciteit te genereren.”

Voor hun volgende project breiden de onderzoekers hun analyses uit naar andere regio’s van de wereld, waaronder India, die de luchtverontreinigingsniveaus zo hoog als China heeft. Naast hoe luchtverontreinigende stoffen in de atmosfeer de stroomopwekking verminderen door zonlicht op te nemen, zullen ze ook nagaan hoe luchtverontreinigende stoffen de stroomopwekking kunnen verminderen door de zonnepanelen zelf te bevuilen.