Ian Marius Peters, agora um cientista pesquisador do MIT, estava trabalhando em pesquisa de energia solar em Cingapura em 2013, quando encontrou uma extraordinária nuvem de poluição. A cidade foi subitamente engolfada por uma nuvem fedorenta de névoa tão densa que de um lado da rua você não podia ver os edifícios do outro lado, e o ar tinha um cheiro acre de queimado. O evento, desencadeada por incêndios florestais na Indonésia e concentrada por padrões de vento incomuns, durou duas semanas, rapidamente fazendo com que as lojas ficassem sem máscaras enquanto os cidadãos as pegavam para ajudar na respiração.

Enquanto outros abordavam as questões de saúde pública da densa poluição do ar, Andre Nobre, colega de trabalho de Peters, da Cleantech Energy Corp., cujo campo também é a energia solar, questionou sobre o impacto que tais neblinas podem ter na produção de painéis solares na área. Isso levou a um projeto de anos para tentar quantificar como as instalações solares urbanas são afetadas por neblinas, que tendem a se concentrar em cidades densas.

Agora, os resultados dessa pesquisa acabam de ser publicados na revista Energia e Ciência Ambiental , e os resultados mostram que esses efeitos são realmente substanciais. Em alguns casos, pode significar a diferença entre uma instalação de energia solar bem-sucedida e uma que acaba falhando em atender aos níveis de produção esperados - e possivelmente opera com prejuízo.

Depois de inicialmente coletar dados sobre a quantidade de radiação solar que atinge o solo, e a quantidade de partículas no ar medida por outros instrumentos, Peters trabalhou com o professor associado de engenharia mecânica do MIT, Tonio Buonassisi, e três outros para encontrar uma maneira de calcular a quantidade de luz solar que estava sendo absorvida ou espalhada pela névoa antes de chegar aos painéis solares. Encontrar os dados necessários para determinar esse nível de absorção provou ser surpreendentemente difícil.

Eventualmente, eles conseguiram coletar dados em Delhi, Índia, fornecendo medidas de insolação e de poluição ao longo de um período de dois anos - e confirmou reduções significativas na produção de painéis solares. Mas, ao contrário de Cingapura, o que eles descobriram foi que "em Delhi é constante. Nunca há um dia sem poluição, "Peters diz. Pronto, eles descobriram que o nível médio anual de atenuação da produção do painel solar era de cerca de 12%.

Embora possa não parecer uma quantidade tão grande, Peters aponta que é maior do que as margens de lucro para algumas instalações solares, e, portanto, pode ser literalmente o suficiente para fazer a diferença entre um projeto bem-sucedido e outro que fracassa, não apenas impactando esse projeto, mas também potencialmente causando um efeito cascata ao dissuadir outros de investir em projetos solares. Se o tamanho de uma instalação for baseado nos níveis esperados de luz solar atingindo o solo nessa área, sem considerar os efeitos da neblina, em vez disso, ficará aquém de sua produção pretendida e das receitas esperadas.

"Quando você está fazendo o planejamento do projeto, se você não considerou a poluição do ar, você vai diminuir o tamanho, e obter uma estimativa errada de seu retorno sobre o investimento, "Peters diz

Após o estudo detalhado de Delhi, a equipe examinou dados preliminares de 16 outras cidades ao redor do mundo, e encontraram impactos que variam de 2 por cento para Cingapura a mais de 9 por cento para Pequim, Dakha, Ulaanbaatar, e Calcutá. Além disso, eles observaram como os diferentes tipos de células solares - arsenieto de gálio, telureto de cádmio, e perovskita - são afetados pelas brumas, por causa de suas diferentes respostas espectrais. Todos eles foram afetados ainda mais fortemente do que os painéis de silício padrão que estudaram inicialmente, com perovskita, um novo material de célula solar altamente promissor, sendo os mais afetados (com mais de 17 por cento de atenuação em Delhi).

Muitos países ao redor do mundo estão se movendo em direção a uma maior instalação de painéis solares urbanos, com a Índia visando 40 gigawatts (GW) de instalações solares em telhados, enquanto a China já tem 22 GW deles. A maioria deles está em áreas urbanas. Portanto, o impacto dessas reduções na produção pode ser bastante grave, dizem os pesquisadores.

Só em Delhi, a receita perdida com a geração de energia pode chegar a US $ 20 milhões anuais; para Calcutá, cerca de US $ 16 milhões; e para Pequim e Xangai é cerca de US $ 10 milhões anuais cada, as estimativas da equipe. As instalações planejadas em Los Angeles podem perder entre US $ 6 milhões e US $ 9 milhões.

Geral, eles projetam, as perdas potenciais "podem facilmente chegar a centenas de milhões, se não bilhões de dólares anualmente. "E se os sistemas forem mal projetados devido a uma falha em levar as neblinas em consideração, que também pode afetar a confiabilidade geral do sistema, eles dizem.

Peters diz que os principais benefícios à saúde relacionados à redução dos níveis de poluição do ar devem ser motivação suficiente para que as nações tomem medidas fortes, mas este estudo "esperançosamente é outro pequeno pedaço de mostrar que realmente devemos melhorar a qualidade do ar nas cidades, e mostrando que isso realmente importa. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.