Jednoducho povedané, diskutujeme o účinkoch solárne energetické systémy na životné prostredie, keď diskutujeme o environmentálnych dopadoch fotovoltických systémov.
Slnko je obrovský zdroj energie, ktorý bol objavený len nedávno. Ponúka bohaté zdroje, ktoré môžu produkovať udržateľná, čistá a neznečisťujúca elektrina, čo znamená, že neexistujú žiadne emisie, ktoré prispievajú k Globálne otepľovanie.
V posledných rokoch sa zistilo, že slnečná energia môže byť zachytená a uskladnená na použitie na celom svete s nádejou, že nakoniec vytlačí tradičné zdroje energie. Keď sa pozornosť každého presúva na ekologickejšie zdroje energie, solárna energia sa stáva čoraz dôležitejšou.
V súčasnosti solárna energia predstavuje 1.7 % celosvetovej výroby elektriny. Výrobné techniky aj použité materiály zaznamenali výrazný pokrok.
Obsah
Vplyvy fotovoltických systémov na životné prostredie
Predtým, ako bude možné využívať slnečnú energiu ako skutočne čistý zdroj energie, je ešte potrebné vyriešiť niekoľko environmentálnych prekážok. Medzi nimi sú
- Využitie pôdy
- Použitie vody
- Účinky na vodné, vzduchové a pôdne zdroje
- Nebezpečné materiály
- Výroba solárnych panelov
- Čistenie polovodičov
- Znečisťujúce látky a solárny odpad
- Environmentálne riziká ťažby
- Vplyv prepravy solárnych panelov na životné prostredie
1. Využitie pôdy
Väčšie solárne inštalácie môžu spôsobiť obavy strata prirodzeného životného prostredia a znehodnocovanie pôdyv závislosti od toho, kde sa nachádzajú. Celková potrebná plocha pôdy sa líši v závislosti od technológie, polohy, topografie a intenzity solárnych zdrojov.
Odhaduje sa, že fotovoltaické systémy vo verejnom meradle vyžadujú 3.5 až 10 akrov na megawatt, zatiaľ čo zariadenia CSP si vyžadujú 4 až 16.5 akrov na megawatt.
Solárne zariadenia majú menšiu šancu na koexistenciu s poľnohospodárskym využitím ako veterné zariadenia. Úžitkové solárne systémy však môžu znížiť svoje negatívne účinky na životné prostredie tým, že sa inštalujú v menej žiaducich oblastiach, ako sú brownfieldy, bývalé bane alebo existujúce prenosové a dopravné vedenia.
Menšie solárne fotovoltaické polia majú menší vplyv na využitie pôdy a môžu byť inštalované na obytných alebo komerčných nehnuteľnostiach.
2. Použitie vody
Solárne fotovoltaické články dokážu vyrábať elektrinu bez potreby vody. Napriek tomu sa určité množstvo vody využíva pri výrobe solárnych fotovoltaických komponentov, rovnako ako v akomkoľvek inom výrobnom procese.
Voda je potrebná na chladenie v koncentrovanej forme solárne tepelné elektrárne (CSP), ako je to v iných tepelných elektrárňach. Typ chladiaceho systému, umiestnenie zariadenia a dizajn zariadenia ovplyvňujú množstvo použitej vody.
Za každú megawatthodinu vyrobenej energie odoberú zariadenia CSP s chladiacimi vežami a technológiou mokrej recirkulácie 600 – 650 galónov vody. Pretože sa voda nestráca ako para, zariadenia CSP využívajúce technológiu prietokového chladenia majú vyššie úrovne odberu vody, ale nižšiu celkovú spotrebu vody.
Pri implementácii technológie suchého chladenia sa v zariadeniach CSP spotrebuje takmer o 90 % menej vody. Nižšia účinnosť a zvýšené náklady sú však náklady spojené s týmito úsporami vody. Okrem toho účinnosť techniky suchého chladenia dramaticky klesá nad 100 stupňov Fahrenheita.
3. Účinky na vodné, vzduchové a pôdne zdroje
Rozsiahla výstavba solárnych zariadení si vyžaduje triedenie a čistenie, ktoré mení drenážne cesty, zhutňuje pôdu a zvyšuje eróziu.
Spotreba vody centrálnymi vežovými systémami na chladenie je problémom v suchých prostrediach, pretože rastúce požiadavky na vodu by mohli spôsobiť tlak na dostupné zásoby a viesť k úniku chemikálií zo zariadení, ktoré by mohli kontaminovať podzemné vody alebo okolie.
Budovanie zariadení na solárnu energiu môže predstavovať riziká pre kvalitu ovzdušia, podobne ako pri výstavbe akéhokoľvek veľkého priemyselného komplexu. Medzi tieto nebezpečenstvá patrí šírenie chorôb prenášaných pôdou a nárast častíc vo vzduchu, ktoré kontaminujú zásoby vody.
4. Nebezpečné materiály
V procese výroby PV článkov sa používa veľa nebezpečných zlúčenín; väčšina týchto materiálov sa používa na čistenie a čistenie povrchu polovodičov. Medzi tieto látky patrí kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina dusičná, fluorovodík, 1,1,1-trichlóretán a acetón.
Sú porovnateľné s tými, ktoré sa používajú vo všeobecnom obchode s polovodičmi. Druh článku, požadovaný stupeň čistenia a veľkosť kremíkového plátku ovplyvňujú množstvo a druh použitých chemikálií.
Existujú obavy pracovníkov, ktorí dýchajú kremíkový prach. Aby sa predišlo vystaveniu pracovníkov toxickým chemikáliám a aby sa zaručilo, že výrobné odpady budú náležite zlikvidované, musia výrobcovia fotovoltických zariadení dodržiavať pravidlá USA.
V porovnaní s bežnými kremíkovými fotovoltaickými článkami obsahujú tenkovrstvové fotovoltické články niekoľko nebezpečnejších zložiek, ako je arzenid gália, diselenid medi a india, gálium a telurid kadmia. Neadekvátna manipulácia a likvidácia týchto položiek môže predstavovať značné riziko pre životné prostredie alebo verejné zdravie.
Výrobcovia sú preto finančne motivovaní, aby zabezpečili, že tieto mimoriadne vzácne a často neobvyklé materiály budú recyklované a nie vyradené.
5. Výroba solárnych panelov
Výroba solárne panely využíva veľa zdrojov vrátane priemyselných materiálov, fosílnych palív a veľkých objemov vody. Hlavným zdrojom energie využívaným pri výrobe solárnych panelov je uhlie, ktoré priamo súvisí s vyššími emisiami uhlíka.
V procese výroby solárnych panelov sa používa hydroxid sodný a kyselina fluorovodíková. V oboch prípadoch sú potrebné prísne pravidlá nakladania s nebezpečnými odpadovými vodami a ich odstraňovania. Medzitým musia byť pracovníci v zariadeniach, ktoré vyrábajú solárne panely, chránení pred týmito nebezpečnými látkami. To zahŕňa kontrolované záruky.
Podľa štúdií sa počas výrobného procesu kremíkové častice uvoľňujú do okolia a spôsobujú silikózu u tých, o ktorých je známe, že s nimi prišli do kontaktu. Bolo preukázané, že u jedincov, ktorí sú počas výrobného procesu vystavení časticiam kremíka, sa môže vyvinúť silikóza.
6. Čistenie polovodičov
Fotovoltické (PV) články sú vyrobené z polovodičových doštičiek, ktoré sa čistia pomocou toxických chemických látok. Pozostávajú z kyseliny sírovej a fluorovodíkovej.
Na odstránenie poškodenia a vytvorenie správnej štruktúry povrchu je tento proces čistenia kľúčový. Kyselina fluorovodíková na druhej strane môže naleptávať tkanivo a odvápňovať kosti, čo je pre nechráneného človeka smrteľné. Musí sa s ním zaobchádzať a likvidovať ho veľmi opatrne.
Keďže s hydroxidom sodným sa ľahšie manipuluje a jeho likvidácia predstavuje menšie riziko pre zdravie zamestnancov, môže to byť bezpečnejšia možnosť.
7. Znečisťujúce látky a solárny odpad
Vzhľadom na to, že prvým pár inštalovaným súpravám panelov sa končí platnosť až teraz, problém recyklácie zastaraných solárnych panelov si nezískal veľkú pozornosť. Manipulácia s exspirovanými fotovoltaickými panelmi sa v súčasnosti, keď sa blíži ich expirácia, stáva kritickým problémom.
Hoci olovo a kadmium sú prítomné v solárnych paneloch – o oboch je známe, že spôsobujú rakovinu – sú primárne zložené zo skla. V dôsledku toho existujú obavy o bezpečnosť kontaminantov. Odstránenie nečistôt bude stáť dodatočne za recykláciu týchto komponentov.
V súčasnosti sa často likvidujú zastarané solárne panely skládky pretože sa nedajú ľahko znovu použiť. Pretože panely obsahujú škodlivé chemikálie, sú s touto technikou spojené významné environmentálne nebezpečenstvá.
Dažďová voda má potenciál vypúšťať a zmývať kadmium, ktoré následne presakuje do pôdy a kontaminuje okolité prostredie.
8. Environmentálne riziká ťažby
Väčšina moderných technológií využíva pri výrobe vzácne minerály. Podobne ako toto, fotovoltické panely využívajú viac ako 19 týchto nezvyčajných minerálov.
Ide o obmedzené zdroje, ktoré sa vytrvalo zbierajú na mnohých miestach po celom svete. Keďže národy pracujú na zvýšení výroby obnoviteľnej energie a uspokojení dopytu spotrebiteľov po technológiách, existuje neuveriteľne vysoký dopyt po týchto mineráloch.
Výskum naznačuje, že nebude dostatok india, komponentu používaného vo fotovoltaických paneloch, aby uspokojil obrovský dopyt a podporil túto zelenú revolúciu.
Tieto výsledky sú alarmujúce a vplyv ťažby ich ešte viac zvyšuje. Ukázalo sa, že ťažba spôsobuje ponory, strata biodiverzitya otravy susedných vodných tokov extrémne kyslým kovovým odpadom.
9. Vplyv prepravy solárnych panelov na životné prostredie
Emisie súvisiace s dopravou zo solárnych panelov predstavujú ďalší problém. Hoci sa solárne panely vyrábajú po celom svete, väčšinou sa vyrábajú v Číne, Spojených štátoch a Európe. Okrem toho môže byť potrebné, aby diely pre solárne panely vyrobené v jednej krajine boli odoslané do inej krajiny.
Úprimne povedané, je náročné presne odhadnúť uhlíková stopa spojené s každým krokom výrobného procesu akéhokoľvek druhu solárneho panelu. Účinky výroby solárnych panelov na životné prostredie neboli rozsiahle študované ani zdokumentované.
Avšak, podľa správ, Koalícia pre transparentnosť materiálového výskumu sa pokúša kvantifikovať a odhaliť uhlíkové stopy ťažby, výroby a prepravy solárnych panelov.
Je pozoruhodné, že množstvo uhlíkových emisií generovaných počas výroby solárnych panelov je oveľa nižšie ako v prípade konvenčných energetických zariadení a oveľa nižšie ako v ťažba uhlia, fracking, Alebo tazba ropy.
Bežným problémom solárnych panelov je však to, čo sa s nimi stane po ich typickej 25-ročnej životnosti, ktorá presahuje výkon.
záver
Hoci solárna energia nie je bezchybná, vo všeobecnosti má pozitívny čistý environmentálny a finančný dopad.
Áno, ťažba a výroba solárnych panelov vyžaduje obrovské množstvo energie a áno, tento proces zahŕňa použitie chemikálií. Avšak na rozdiel od toho, čo naznačujú údaje, tieto dva nesporné fakty neznamenajú, že solárne panely majú čistý negatívny účinok.
Za menej ako dva roky bude energia použitá na výrobu solárneho panelu rekuperovaná. Aj keď sa berie do úvahy slnečná energia počas výrobných a spracovateľských fáz, vyprodukované emisie sú 3–25-krát nižšie, ako keď sa rovnaké množstvo energie vyrába z fosílnych palív.
využívanie slnečnej energie má menej emisií ako využívanie akéhokoľvek fosílneho paliva, najmä uhlia, čo z neho robí veľmi výhodnú technológiu.
Odporúčanie
- Riešenie výpadkov energie pomocou prenosných solárnych riešení
. - Keďže solárna energia neustále rastie, môžete ju očakávať všade
. - Ako fungujú stimuly pre obnoviteľnú energiu?
. - 13 Environmentálne dopady priemyselného poľnohospodárstva
. - Využitie slnka, vetra a vĺn: Úloha obnoviteľnej energie v boji o zmenu klímy
Srdcom nadšený ekológ. Vedúci autor obsahu v EnvironmentGo.
Snažím sa vzdelávať verejnosť o životnom prostredí a jeho problémoch.
Vždy to bolo o prírode, ktorú by sme mali chrániť a nie ničiť.