Đó là kết quả của một nghiên cứu kéo dài, đăng tải trên Tạp chí Energy & Environmental Science, do nhóm của TS. Ian Marius Peters – nhà khoa học tại MIT – thực hiện, sau khi quan sát hiện tượng khói bụi bất thường ở Singapore hồi năm 2013.

Đám bụi xuất phát từ một đợt cháy rừng tại Indonesia, bay theo gió theo các hướng, rồi tích tụ lại ở Singapore. Trong lúc người dân phải tìm mua các loại mặt nạ chống độc vì lo ngại ảnh hưởng đối với sức khỏe, Peters cùng cộng sự là Andre Nobre – người có nhiều năm làm việc trong lĩnh vực năng lượng mặt trời – lại quan tâm tới tác động của lớp khói bụi đến các tấm pin quang điện lắp đặt ở những khu vực lân cận.
Sau khi tiến hành thu thập dữ liệu về chỉ số bức xạ mặt trời (chạm tới mặt đất) và lượng hạt vật chất phân tán trong không khí, Peters và Nobre đã hợp tác với GS. Tonio Buonassi (cũng thuộc MIT) cùng ba người khác để tính toán tỷ lệ bức xạ mặt trời bị hấp thụ bởi khói bụi hoặc bị phát tán theo hướng khác trước khi tiếp xúc được với các tấm pin quang điện. Kết quả cho thấy, chính lớp khói bụi này đã làm sụt giảm nghiêm trọng sản lượng điện – yếu tố quyết định sự thành công hay thất bại của một dự án; nếu chỉ tiêu này không được đáp ứng, tổn thất về chi phí sẽ là rất lớn.
Trên thực tế, quá trình sàng lọc dữ liệu để phục vụ các tính toán cần thiết cũng gặp không ít khó khăn, bởi có nhiều nơi đang được lắp đặt các trạm quang điện. Sau cùng, nhóm đã chọn Delhi (Ấn Độ) để thu thập thông tin về chỉ số phơi nắng và ô nhiễm trong thời gian hai năm. Khác với Singapore, sự sụt giảm sản lượng quang điện ở Delhi là rất phổ biến do tình trạng ô nhiễm khói bụi thường nhật. Tính trung bình, mỗi năm sản lượng quang điện của Delhi bị sụt giảm trung bình 12% - còn cao hơn cả tỷ suất sinh lời. Con số này không những ảnh hưởng tới hiệu quả của một dự án, mà còn liên quan đến quyết định của người tiêu dùng. Khi lắp đặt các trạm quang điện, nếu nhà đầu tư không tính đến tác động của những yếu tố như khói bụi, ô nhiễm, … thì chỉ tiêu về sản lượng, thời gian hoàn vốn và lợi nhuận, … sẽ không thể đạt được như mức dự kiến ban đầu.
Sau Delhi, nhóm tiếp tục tiến hành khảo sát tại 16 thành phố khác, chủ yếu là ở châu Á. Kết quả tính toán cho ra tỷ lệ sụt giảm sản lượng giao động trong khoảng 2% (Singapore) cho đến 9% (Bắc Kinh, Dakha, Ulan Bator và Kolkata). Các loại pin mặt trời khác – sử dụng vật liệu gallium arsenide (GaAs), cadmium telluride (CdTe) và perovskite hay canxi titanat (CaTiO3) – đều cho thấy xu hướng sụt giảm hiệu năng cao hơn hẳn so với những tấm silicon trong nghiên cứu ban đầu. Thậm chí, loại vật liệu quang điện mới và rất được kỳ vọng là perovskite, còn chứng kiến tỷ lệ sụt giảm lên tới 17%.
Hiện nay, nhiều quốc gia đang có kế hoạch lắp đặt thêm những trạm quang điện tại các đô thị, và nhóm nghiên cứu dự đoán mức thiệt hại về sản lượng do tình trạng ô nhiễm khói bụi gây ra sẽ ngày càng nghiêm trọng. Cụ thể, con số này tại Delhi có thể lên đến 20 triệu USD/năm, trong khi ở Kolkata là 16 triệu USD, còn Thượng Hải và Bắc Kinh là 10 triệu USD. Ngoài ra, một dự án khác hiện đang được lắp đặt tại Los Angeles cũng sẽ phải chịu tổn thất lên đến 6 – 9 triệu USD.
Nguồn: Báo khoa học và phát triển