Preprosto povedano, razpravljamo o učinkih sistemi sončne energije na okolje, ko govorimo o vplivih fotovoltaičnih sistemov na okolje.
Sonce je ogromen vir energije, ki so ga odkrili šele pred kratkim. Ponuja obilo virov, ki lahko proizvedejo trajnostna, čista in okolju prijazna elektrika, kar pomeni, da ni emisij, ki prispevajo k globalno segrevanje.
V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da je sončno energijo mogoče zajeti in shraniti za globalno uporabo z upanjem, da bo sčasoma izpodrinila tradicionalne vire energije. Ker se pozornost vseh usmerja k bolj zelenim virom energije, postaja sončna energija vse pomembnejša.
Trenutno sončna energija predstavlja 1.7 % svetovne proizvodnje električne energije. Tako proizvodne tehnike kot uporabljeni materiali so doživeli pomemben napredek.
Kazalo
Vplivi fotovoltaičnih sistemov na okolje
Preden lahko sončno energijo uporabimo kot resnično čist vir energije, je treba odpraviti še nekaj okoljskih ovir. Med njimi so
- Uporaba zemljišča
- Uporaba vode
- Učinki na vire vode, zraka in tal
- Nevarni materiali
- Proizvodnja sončnih panelov
- Čiščenje polprevodnikov
- Onesnaževala in sončni odpadki
- Okoljska tveganja rudarjenja
- Vpliv prevoza sončnih panelov na okolje
1. Raba zemljišč
Večje solarne naprave v komunalnem obsegu lahko povzročijo skrbi izguba habitata in degradacije tal, odvisno od tega, kje se nahajajo. Celotna potrebna površina se razlikuje glede na tehnologijo, lokacijo, topografijo in intenzivnost sončnih virov.
Ocenjuje se, da fotonapetostni sistemi v komunalnem obsegu zahtevajo med 3.5 in 10 hektarjev na megavat, medtem ko naj bi objekti CSP zahtevali med 4 in 16.5 hektarjev na megavat.
Sončne naprave imajo manj možnosti za soobstoj s kmetijskimi napravami kot vetrne naprave. Vendar pa lahko solarni sistemi v komunalnem obsegu zmanjšajo svoje negativne učinke na okolje z namestitvijo na manj zaželenih območjih, kot so degradirana območja, nekdanji rudniki ali obstoječi daljnovodi in prometni vodi.
Manjši sončni fotonapetostni nizi imajo manjši vpliv na rabo zemljišč in jih je mogoče namestiti na stanovanjske ali poslovne prostore.
2. Poraba vode
Sončne fotovoltaične celice lahko proizvajajo elektriko brez potrebe po vodi. Kljub temu se v proizvodnji solarnih PV komponent porabi nekaj vode, tako kot v katerem koli drugem proizvodnem procesu.
Voda je potrebna za hlajenje v koncentrirani sončne termalne elektrarne (CSP), tako kot v drugih termoelektrarnah. Vrsta hladilnega sistema, lokacija naprave in zasnova naprave vplivajo na količino porabljene vode.
Za vsako megavatno uro proizvedene energije naprave CSP s hladilnimi stolpi in tehnologijo mokre recirkulacije odstranijo 600–650 litrov vode. Ker se voda ne izgublja kot para, imajo objekti CSP, ki uporabljajo tehnologijo enkratnega hlajenja, višje ravni črpanja vode, vendar manjšo skupno porabo vode.
Pri uporabi tehnologije suhega hlajenja se v objektih CSP porabi skoraj 90 % manj vode. Nižja učinkovitost in povečani stroški pa so stroški, povezani s temi prihranki vode. Poleg tega se učinkovitost tehnike suhega hlajenja močno zmanjša nad 100 stopinjami Fahrenheita.
3. Učinki na vire vode, zraka in tal
Obsežen razvoj solarnih objektov zahteva gradenje in čiščenje, kar spremeni drenažne poti, zbije zemljo in poveča erozijo.
Poraba vode v sistemih centralnih stolpov za hlajenje je zaskrbljujoča v sušnih okoljih, saj lahko naraščajoče potrebe po vodi obremenijo razpoložljive zaloge in povzročijo razlitja kemikalij iz objektov, ki bi lahko onesnažijo podtalnico ali okolici.
Gradnja naprav za sončno energijo lahko povzroči tveganje za kakovost zraka, podobno kot razvoj katerega koli večjega industrijskega kompleksa. Te nevarnosti vključujejo širjenje bolezni, ki jih prenaša prst, in povečanje količine trdnih delcev v zraku, ki onesnažujejo zaloge vode.
4. Nevarne snovi
Veliko nevarnih spojin se uporablja v proizvodnem procesu PV celic; večina teh materialov se uporablja za čiščenje in čiščenje površine polprevodnikov. Te snovi vključujejo klorovodikovo kislino, žveplovo kislino, dušikovo kislino, vodikov fluorid, 1,1,1-trikloroetan in aceton.
Primerljivi so s tistimi, ki se uporabljajo v splošni industriji polprevodnikov. Vrsta celice, zahtevana stopnja čiščenja in velikost silicijeve rezine vplivajo na količino in vrsto uporabljenih kemikalij.
Obstajajo pomisleki za delavce, ki vdihavajo silicijev prah. Da bi preprečili izpostavljenost delavcev strupenim kemikalijam in zagotovili, da so proizvodni odpadki ustrezno odstranjeni, morajo proizvajalci PV upoštevati pravila ZDA.
V primerjavi z običajnimi silicijevimi fotonapetostnimi celicami vsebujejo tankoslojne fotovoltaične celice več nevarnih komponent, kot so galijev arzenid, bakrov-indijev galijev diselenid in kadmijev telurid. Neustrezno ravnanje s temi predmeti in njihovo odlaganje lahko predstavljata znatno tveganje za okolje ali javno zdravje.
Proizvajalci so zato finančno motivirani, da zagotovijo, da se ti izjemno dragoceni in pogosto neobičajni materiali reciklirajo in ne zavržejo.
5. Proizvodnja sončnih panelov
Izdelava oz sončni kolektorji uporablja veliko virov, vključno z industrijskimi materiali, fosilnimi gorivi in velikimi količinami vode. Glavni vir energije, ki se uporablja pri izdelavi sončnih kolektorjev, je premog, ki je neposredno povezan z višjimi emisijami ogljika.
V procesu izdelave sončnih kolektorjev se uporabljata natrijev hidroksid in fluorovodikova kislina. Za oboje so potrebna stroga pravila o ravnanju in odstranjevanju nevarnih odpadnih voda. Medtem je treba delavce v obratih, ki proizvajajo sončne celice, zaščititi pred temi nevarnimi snovmi. To vključuje nadzorovane zaščitne ukrepe.
Glede na študije se med proizvodnim procesom delci silicija odvajajo v okolje in povzročajo silikozo pri tistih, za katere je znano, da so prišli v stik z njimi. Dokazano je, da lahko posamezniki, ki so med proizvodnim procesom izpostavljeni delcem silicija, razvijejo silikozo.
6. Čiščenje polprevodnikov
Fotovoltaične (PV) celice so izdelane iz polprevodniških rezin, ki so očiščene s strupenimi kemičnimi snovmi. Te so sestavljene iz žveplove in fluorovodikove kisline.
Ta postopek čiščenja je ključnega pomena za odpravo poškodb in ustvarjanje ustrezne teksture površine. Po drugi strani pa lahko fluorovodikova kislina razjeda tkivo in razkaplja kosti, zaradi česar je smrtna za nezaščiteno osebo. Z njim je treba ravnati in ga odstraniti zelo previdno.
Ker je z natrijevim hidroksidom lažje ravnati in ga lažje odstraniti ter predstavlja manjše tveganje za zdravje zaposlenih, je morda varnejša možnost.
7. Onesnaževala in sončni odpadki
Ker se prvim nameščenim sklopom panelov šele zdaj izteka rok uporabe, problem recikliranja zastarelih solarnih panelov ni pritegnil veliko pozornosti. Ravnanje s fotovoltaičnimi paneli, ki jim je potekel rok uporabe, postaja kritično vprašanje zdaj, ko se njihov rok uporabe bliža.
Čeprav sta svinec in kadmij prisotna v sončnih kolektorjih – za oba je znano, da povzročata raka – sta predvsem sestavljena iz stekla. Posledično obstajajo skrbi glede varnosti onesnaževalcev. Odstranjevanje nečistoč bo stalo dodatno za recikliranje teh komponent.
Trenutno se zastarele sončne celice pogosto odlagajo odlagališča ker jih ni mogoče zlahka spremeniti. Ker plošče vsebujejo škodljive kemikalije, so s to tehniko povezane velike nevarnosti za okolje.
Deževnica lahko odvaja in spere kadmij, ki nato pronica v zemljo in onesnažuje okoliško okolje.
8. Okoljska tveganja rudarjenja
Večina sodobne tehnologije pri izdelavi uporablja redke minerale. Podobno kot to, fotovoltaične plošče uporabljajo več kot 19 teh neobičajnih mineralov.
To so omejeni viri, ki se marljivo pridobivajo na številnih mestih po svetu. Medtem ko si države prizadevajo povečati proizvodnjo obnovljive energije in zadovoljiti povpraševanje potrošnikov po tehnologiji, je povpraševanje po teh mineralih neverjetno veliko.
Raziskave kažejo, da ne bo dovolj indija, komponente, ki se uporablja v fotonapetostnih panelih, da bi zadovoljili ogromno povpraševanje in spodbudili to zeleno revolucijo.
Ti rezultati so zaskrbljujoči, vpliv rudarjenja pa še toliko bolj. Dokazano je, da rudarjenje povzroča vrtače, izguba biotske raznovrstnosti, ter zastrupljanje sosednjih vodotokov z izredno kislimi kovinskimi odpadki.
9. Vpliv prevoza sončnih kolektorjev na okolje
Emisije, povezane s prometom iz sončnih kolektorjev predstavljajo dodatno težavo. Čeprav se proizvajajo po vsem svetu, se sončni kolektorji večinoma proizvajajo na Kitajskem, v ZDA in Evropi. Poleg tega bo morda treba dele za sončne celice, izdelane v eni državi, poslati v drugo.
Iskreno povedano, težko je oceniti natančno ogljični odtis povezana z vsakim korakom proizvodnega procesa katere koli vrste sončne plošče. Učinki proizvodnje sončnih kolektorjev na okolje niso bili obsežno raziskani ali dokumentirani.
Vendar pa je po poročilih Koalicija za preglednost raziskav materialov poskuša kvantificirati in razkriti ogljične odtise rudarjenja, proizvodnje in pošiljanja sončnih kolektorjev.
Omeniti velja, da je količina emisij ogljika, ki nastanejo med proizvodnjo sončnih kolektorjev, veliko nižja kot pri običajnih energetskih obratih in veliko nižja kot pri premogovništvo, frackingali vrtanje nafte.
Pogosta težava pri sončnih kolektorjih pa je, kaj se z njimi zgodi po njihovi običajni 25-letni življenjski dobi, ki presega proizvodnjo.
zaključek
Čeprav sončna energija ni brezhibna, ima na splošno pozitiven neto okoljski in finančni učinek.
Da, rudarjenje in proizvodnja sončnih kolektorjev zahtevata ogromne količine energije in da, postopek vključuje uporabo kemikalij. Vendar v nasprotju s tem, kar kažejo podatki, ti dve neizpodbitni dejstvi ne pomenita, da imajo sončni kolektorji neto negativen učinek.
V manj kot dveh letih bo energija, porabljena za proizvodnjo sončne plošče, obnovljena. Tudi če upoštevamo sončno energijo v fazi proizvodnje in predelave, so proizvedene emisije 3–25-krat nižje kot pri proizvodnji enake količine energije s fosilnimi gorivi.
izkoriščanje sončne energije ima manj emisij kot izkoriščanje katerega koli fosilnega goriva, predvsem premoga, zaradi česar je zelo ugodna tehnologija.
Priporočila
- Reševanje izpadov energije s prenosnimi solarnimi rešitvami
. - Ker sončna energija še naprej raste, jo lahko pričakujete povsod
. - Kako delujejo spodbude za obnovljivo energijo?
. - 13 Vplivi industrijskega kmetijstva na okolje
. - Izkoriščanje sonca, vetra in valov: vloga obnovljive energije v boju proti podnebnim spremembam
Po duši strasten okoljevarstvenik. Vodilni pisec vsebin pri EnvironmentGo.
Prizadevam si za ozaveščanje javnosti o okolju in njegovih problemih.
Vedno je šlo za naravo, zaščititi moramo, ne uničevati.