9 Utjecaji fotonaponskih sustava na okoliš

Jednostavno rečeno, raspravljamo o učincima sustavi solarne energije na okoliš kada govorimo o utjecajima fotonaponskih sustava na okoliš.

Sunce je golemi izvor energije koji je tek nedavno otkriven. Nudi obilje resursa koji mogu proizvesti održivu, čistu električnu energiju koja ne zagađuje okoliš, što znači da nema emisija koje doprinose globalno zatopljenje.

Posljednjih je godina otkriveno da se solarna energija može uhvatiti i pohraniti za globalnu upotrebu s nadom da će s vremenom istisnuti tradicionalne izvore energije. Kako se sva pažnja usmjerava na ekološki prihvatljivije izvore energije, solarna energija postaje sve važnija.

Trenutno solarna energija čini 1.7% globalne proizvodnje električne energije. I proizvodne tehnike i korišteni materijali doživjeli su značajan napredak.

Utjecaji fotonaponskih sustava na okoliš

Prije nego što se solarna energija može koristiti kao istinski čisti izvor energije, potrebno je riješiti nekoliko ekoloških prepreka. Među njima su

• Upotreba zemljišta
• Korištenje vode
• Učinci na resurse vode, zraka i tla
• Opasni materijali
• Proizvodnja solarnih panela
• Čišćenje poluvodiča
• Zagađivači i solarni otpad
• Rizici rudarstva za okoliš
• Utjecaj prijevoza solarnih panela na okoliš 

1. Korištenje zemljišta

Veće solarne instalacije mogu uzrokovati zabrinutost gubitak staništa i degradacija zemljišta, ovisno o tome gdje se nalaze. Ukupna potrebna površina varira ovisno o tehnologiji, lokaciji, topografiji i intenzitetu solarnih resursa.

Procjenjuje se da će fotonaponski sustavi na razini komunalnih usluga zahtijevati između 3.5 i 10 hektara po megavatu, dok se procjenjuje da CSP postrojenja zahtijevaju između 4 i 16.5 hektara po megavatu.

Solarne instalacije imaju manje šanse da koegzistiraju s poljoprivredom od vjetroelektrana. Međutim, solarni sustavi komunalnih razmjera mogu umanjiti svoje negativne učinke na okoliš instaliranjem u manje poželjnim područjima, kao što su braonfildovi, mjesta bivših rudnika ili postojeći prijenosni i prometni vodovi.

Manji solarni fotonaponski nizovi imaju manji utjecaj na korištenje zemljišta i mogu se postaviti na stambene ili poslovne objekte.

2. Korištenje vode

Solarne fotonaponske ćelije mogu proizvoditi električnu energiju bez potrebe za vodom. Ipak, nešto vode koristi se u proizvodnji solarnih fotonaponskih komponenti, baš kao iu bilo kojem drugom proizvodnom procesu.

Voda je potrebna za hlađenje u koncentriranom stanju solarne termalne elektrane (CSP), kao iu drugim termoelektranama. Vrsta rashladnog sustava, lokacija postrojenja i dizajn postrojenja utječu na količinu potrošene vode.

Za svaki megavat-sat proizvedene energije, CSP postrojenja s rashladnim tornjevima i tehnologijom mokre recirkulacije uklanjaju 600–650 galona vode. Budući da se voda ne gubi kao para, CSP postrojenja koja koriste tehnologiju jednokratnog hlađenja imaju više razine povlačenja vode, ali manju ukupnu potrošnju vode.

Gotovo 90% manje vode koristi se u CSP postrojenjima kada se implementira tehnologija suhog hlađenja. Međutim, niža učinkovitost i povećani troškovi su troškovi povezani s ovim uštedama vode. Nadalje, učinkovitost tehnike suhog hlađenja dramatično opada iznad 100 stupnjeva Fahrenheita.

3. Učinci na resurse vode, zraka i tla

Razvoj solarnih postrojenja velikih razmjera zahtijeva ravnanje i čišćenje, što mijenja putove odvodnje, zbija tlo i povećava eroziju.

Potrošnja vode u sustavima središnjih tornjeva za hlađenje predstavlja problem u sušnim okruženjima jer bi rastuća potražnja za vodom mogla opteretiti dostupne zalihe i dovesti do izlijevanja kemikalija iz postrojenja koja bi mogla zagađuju podzemne vode ili okolini.

Izgradnja solarnih elektrana može dovesti do rizika za kvalitetu zraka, slično kao i razvoj bilo kojeg većeg industrijskog kompleksa. Ove opasnosti uključuju širenje bolesti koje se prenose tlom i porast čestica u zraku koje zagađuju zalihe vode.

4. Opasni materijali

U procesu proizvodnje PV ćelija koriste se mnogi opasni spojevi; većina ovih materijala koristi se za čišćenje i pročišćavanje površine poluvodiča. Te tvari uključuju klorovodičnu kiselinu, sumpornu kiselinu, dušičnu kiselinu, fluorovodik, 1,1,1-trikloroetan i aceton.

Oni se mogu usporediti s onima koji se koriste u općem poslovanju s poluvodičima. Vrsta ćelije, potreban stupanj čišćenja i veličina silikonske pločice utječu na količinu i vrstu korištenih kemikalija.

Postoji zabrinutost za radnike koji udišu silikonsku prašinu. Kako bi se spriječilo izlaganje radnika otrovnim kemikalijama i kako bi se zajamčilo da se proizvodni otpadni proizvodi zbrinu na odgovarajući način, proizvođači PV-a moraju se pridržavati pravila SAD-a.

U usporedbi s konvencionalnim silicijskim fotonaponskim ćelijama, tankoslojne fotonaponske ćelije sadrže nekoliko opasnijih komponenti, kao što su galijev arsenid, bakar-indij galijev diselenid i kadmijev telurid. Neadekvatno rukovanje i odlaganje ovih predmeta može predstavljati značajan rizik za okoliš ili javno zdravlje.

Proizvođači su stoga financijski motivirani osigurati da se ovi iznimno dragocjeni i često neuobičajeni materijali recikliraju umjesto da se odbace.

5. Proizvodnja solarnih panela

Proizvodnja od solarni paneli koristi mnogo resursa, uključujući industrijske materijale, fosilna goriva i velike količine vode. Glavni izvor energije koji se koristi u proizvodnji solarnih ploča je ugljen, što je izravno povezano s većom emisijom ugljika.

U procesu izrade solarnih panela koriste se i natrijev hidroksid i fluorovodična kiselina. Za oboje su potrebna stroga pravila o rukovanju i uklanjanju opasnih otpadnih voda. U međuvremenu, radnici u pogonima koji proizvode solarne panele moraju biti zaštićeni od ovih opasnih tvari. To podrazumijeva kontrolirane zaštitne mjere.

Prema studijama, tijekom proizvodnog procesa čestice silicija ispuštaju se u okoliš i uzrokuju silikozu kod onih za koje se zna da su s njima došli u dodir. Dokazano je da pojedinci koji su tijekom proizvodnog procesa izloženi česticama silicija mogu razviti silikozu.

6. Čišćenje poluvodiča

Fotonaponske (PV) ćelije izrađene su od poluvodičkih pločica koje se čiste toksičnim kemijskim tvarima. Sastoje se od sumporne i fluorovodične kiseline.

Za otklanjanje oštećenja i stvaranje pravilne teksture površine, ovaj postupak čišćenja je ključan. Fluorovodična kiselina, s druge strane, može nagrizati tkivo i dekalcificirati kosti, što je čini smrtonosnom za nezaštićenu osobu. Njime se mora pažljivo rukovati i zbrinjavati.

Budući da je natrijev hidroksid lakši za rukovanje i odlaganje te predstavlja manji rizik za zdravlje zaposlenika, on bi mogao biti sigurnija opcija.

7. Zagađivači i solarni otpad

Budući da prvim instaliranim setovima panela tek sada istječe rok trajanja, problem recikliranja zastarjelih solarnih panela nije privukao veliku pozornost. Rukovanje fotonaponskim panelima kojima je istekao rok trajanja postaje kritično pitanje sada kada im se bliži istek.

Iako su olovo i kadmij prisutni u solarnim pločama – za koje se zna da uzrokuju rak – oni se prvenstveno sastoje od stakla. Kao rezultat toga, postoji zabrinutost oko sigurnosti zagađivača. Uklanjanje nečistoća dodatno će koštati recikliranje ovih komponenti.

Trenutno se zastarjeli solarni paneli često odlažu odlagališta budući da se ne mogu lako prenamijeniti. Budući da ploče sadrže štetne kemikalije, postoje značajne opasnosti za okoliš povezane s ovom tehnikom.

Kišnica ima potencijal ispuštati i ispirati kadmij, koji zatim prodire u tlo i onečišćuje okolni okoliš.

8. Rizici rudarstva za okoliš

Većina moderne tehnologije koristi rijetke minerale u svojoj proizvodnji. Slično ovome, fotonaponski paneli koriste više od 19 ovih neuobičajenih minerala.

To su ograničeni resursi koji se marljivo sakupljaju na mnogim mjestima diljem svijeta. Dok države rade na povećanju proizvodnje obnovljive energije i zadovoljavanju potražnje potrošača za tehnologijom, postoji nevjerojatno velika potražnja za ovim mineralima.

Istraživanja pokazuju da neće biti dovoljno indija, komponente koja se koristi u fotonaponskim pločama, da zadovolji ogromnu potražnju i potakne ovu zelenu revoluciju.

Ovi rezultati su alarmantni, a utjecaj rudarenja ih čini još alarmantnijima. Dokazano je da rudarenje uzrokuje vrtače, gubitak bioraznolikosti, te trovanje susjednih vodotoka izrazito kiselim metalnim otpadom.

9. Utjecaj prijevoza solarnih panela na okoliš 

Emisije povezane s prometom od solarnih panela predstavljaju dodatni problem. Iako se proizvode diljem svijeta, solarni paneli se uglavnom proizvode u Kini, Sjedinjenim Državama i Europi. Nadalje, dijelovi za solarne panele proizvedeni u jednoj zemlji možda će morati biti otpremljeni u drugu.

Iskreno, teško je precizno procijeniti Ugljični otisak povezan sa svakim korakom proizvodnog procesa bilo koje vrste solarnog panela. Učinci proizvodnje solarnih panela na okoliš nisu opsežno proučavani niti dokumentirani.

Međutim, prema izvješćima, Koalicija za transparentnost istraživanja materijala pokušava kvantificirati i otkriti ugljični otisak rudarstva, proizvodnje i dostave solarnih panela.

Važno je napomenuti da je količina emisija ugljika koja se stvara tijekom proizvodnje solarnih panela daleko niža od one kod konvencionalnih energetskih postrojenja i mnogo niža od one kod rudarenje ugljena, fracking, ili bušenje nafte.

Međutim, čest problem sa solarnim panelima je što se s njima događa nakon tipičnog životnog vijeka od 25 godina, što nadilazi proizvodnju.

Zaključak

Iako solarna energija nije besprijekorna, općenito gledano ima pozitivan neto utjecaj na okoliš i financije.

Da, rudarenje i proizvodnja solarnih panela oduzimaju ogromne količine energije i da, proces uključuje upotrebu kemikalija. Međutim, suprotno onome što podaci pokazuju, ove dvije nepobitne činjenice ne impliciraju da solarni paneli imaju neto negativan učinak.

Za manje od dvije godine, energija korištena za proizvodnju solarne ploče bit će obnovljena. Čak i kada se solarna energija uzme u obzir tijekom faza proizvodnje i obrade, proizvedene emisije su 3-25 puta manje nego kada se ista količina energije proizvede korištenjem fosilnih goriva. 

korištenje sunčeve energije ima manje emisija od korištenja bilo kojeg fosilnog goriva, osobito ugljena, što ga čini vrlo povoljnom tehnologijom.

Preporuke

• Rješavanje nestanka energije prijenosnim solarnim rješenjima
  .
• Kako solarna energija nastavlja rasti, možete je očekivati ​​posvuda
  .
• Kako djeluju poticaji za obnovljivu energiju?
  .
• 13 Utjecaji industrijske poljoprivrede na okoliš
  .
• Iskorištavanje sunca, vjetra i valova: Uloga obnovljive energije u borbi protiv klimatskih promjena