9 Утицаји фотонапонских система на животну средину

Једноставно речено, када говоримо о утицајима фотонапонских система на животну средину, говоримо о ефектима система соларне енергије на животну средину.

Сунце је огроман извор енергије који је тек недавно откривен. Нуди обилне ресурсе који могу да производе одрживу, чисту и незагађујућу електричну енергију , што значи да нема емисија које доприносе глобалном загревању.

Последњих година откривено је да се соларна енергија може ухватити и ускладиштити за коришћење на глобалном нивоу у нади да ће се на крају заменити традиционални извори енергије. Како се свачија пажња помера на зеленије изворе енергије, соларна енергија постаје све важнија.

Тренутно соларна енергија чини 1.7% глобалне производње електричне енергије. И технике производње и коришћени материјали су забележили значајан напредак.

Утицаји фотонапонских система на животну средину

Пре него што се соларна енергија може користити као истински чист извор енергије, још увек треба да се реши неколико препрека у животној средини. Међу њима су

  • Употреба земљишта
  • Употреба воде
  • Ефекти на воде, ваздух и ресурсе земљишта
  • Опасне материје
  • Производња соларних панела
  • Чишћење полупроводника
  • Загађивачи и соларни отпад
  • Еколошки ризици рударства
  • Утицај транспорта соларних панела на животну средину 

1. Коришћење земљишта

Веће инсталације соларне енергије комуналних размера могу изазвати забринутост због губитка станишта и деградације земљишта , у зависности од тога где се налазе. Укупна потребна површина земљишта варира у зависности од технологије, локације, топографије и интензитета соларних ресурса.

Процењује се да фотонапонски системи за комуналне услуге захтевају између 3.5 и 10 јутара по мегавату, док се за објекте ЦСП процењује да је потребно између 4 и 16.5 јутара по мегавату.

Соларне инсталације имају мање шансе да коегзистирају са пољопривредним намјенама него вјетроелектране. Соларни системи за комуналне услуге могу, међутим, да умање своје негативне ефекте на животну средину тако што се инсталирају у мање пожељним областима, као што су браунфилди, некадашње локације рудника или постојећи далеководи и саобраћајни водови.

Мањи соларни ПВ низови имају мањи утицај на коришћење земљишта и могу се инсталирати на стамбеним или пословним објектима.

2. Употреба воде

Соларне фотонапонске ћелије могу произвести електричну енергију без потребе за водом. Ипак, нешто воде се користи у производњи соларних ПВ компоненти, баш као иу сваком другом производном процесу.

Вода је неопходна за хлађење у концентрованим соларним термалним постројењима (КСТ), као и у другим термоелектранама. Врста система за хлађење, локација постројења и дизајн постројења утичу на то колико се воде користи.

За сваки мегават-сат произведене енергије, ЦСП постројења са расхладним торњевима и технологијом влажне рециркулације уклањају 600–650 галона воде. Пошто се вода не губи као пара, ЦСП објекти који користе технологију једнократног хлађења имају више нивое повлачења воде, али нижу укупну употребу воде.

Скоро 90% мање воде се користи у ЦСП објектима када се примењује технологија сувог хлађења. Међутим, нижа ефикасност и повећани трошкови су трошкови повезани са овим уштедама воде. Штавише, ефикасност технике сувог хлађења драматично се смањује изнад 100 степени Фаренхајта.

3. Ефекти на воде, ваздух и ресурсе земљишта

Велики развој соларног постројења захтева степеновање и чишћење, што мења дренажне путеве, збија земљиште и повећава ерозију.

Потрошња воде од стране централних система торњева за хлађење је забрињавајућа у сушним срединама јер растућа потражња за водом може оптеретити расположиве залихе и довести до изливања хемикалија из постројења која би могла контаминирати подземне воде или околно подручје.

Изградња објеката за соларну енергију може представљати ризике за квалитет ваздуха, слично као развој било ког већег индустријског комплекса. Ове опасности укључују ширење болести које се преносе земљиштем и повећање количине честица у ваздуху које загађују залихе воде.

4. Опасне материје

Многа опасна једињења се користе у процесу производње фотонапонских ћелија; већина ових материјала се користи за чишћење и пречишћавање површине полупроводника. Ове супстанце укључују хлороводоничну киселину, сумпорну киселину, азотну киселину, флуороводоник, 1,1,1-трихлоретан и ацетон.

Они су упоредиви са онима који се користе у општем послу са полупроводницима. Врста ћелије, степен потребног чишћења и величина силицијумске плочице утичу на количину и врсту хемикалија које се користе.

Постоји забринутост за раднике који удишу силицијумску прашину. Да би се спречило излагање радника токсичним хемикалијама и да би се гарантовало да се производни отпадни производи одлажу на одговарајући начин, произвођачи фотонапонских уређаја су дужни да се придржавају америчких правила.

У поређењу са конвенционалним силицијумским фотонапонским ћелијама, танкослојне фотонапонске ћелије садрже неколико опаснијих компоненти, као што су галијум арсенид, бакар-индијум галијум диселенид и кадмијум телурид. Неадекватно руковање и одлагање ових предмета може представљати значајан ризик по животну средину или јавно здравље.

Произвођачи су стога финансијски мотивисани да осигурају да се ови изузетно драгоцени и често неуобичајени материјали рециклирају, а не одбацују.

5. Производња соларних панела

Производња соларних панела користи много ресурса, укључујући индустријске материјале, фосилна горива и велике количине воде. Главни извор енергије који се користи у производњи соларних панела је угаљ, што је директно повезано са већом емисијом угљеника.

У процесу израде соларних панела користе се и натријум хидроксид и флуороводонична киселина. За оба су неопходна строга правила о руковању и елиминацији опасних отпадних вода. У међувремену, раднике у објектима који производе соларне панеле треба заштитити од ових опасних материја. Ово подразумева контролисане мере заштите.

Према студијама, током процеса производње, честице силицијума се испуштају у околину и изазивају силикозу код оних за које је познато да долазе у додир са њима. Показало се да појединци који су изложени честицама силицијума током процеса производње могу развити силикозу.

6. Чишћење полупроводника

Фотонапонске (ПВ) ћелије су направљене од полупроводничких плочица које се чисте токсичним хемијским супстанцама. Они се састоје од сумпорне и флуороводоничне киселине.

За уклањање оштећења и стварање одговарајуће текстуре површине, овај процес чишћења је кључан. Флуороводонична киселина, с друге стране, може кородирати ткиво и декалцифицирати кости, што је чини фаталном за незаштићену особу. Мора се врло пажљиво руковати и одлагати.

Пошто је натријум хидроксид лакши за руковање и одлагање и представља мањи ризик по здравље запослених, то може бити сигурнија опција.

7. Загађивачи и соларни отпад

Пошто првих неколико инсталираних сетова панела тек сада истиче, проблем рециклирања застарелих соларних панела није привукао велику пажњу. Руковање фотонапонским панелима са истеклим роком трајања постаје критично питање сада када се њихов рок ближи.

Иако су олово и кадмијум присутни у соларним панелима - за које је познато да изазивају рак - они се првенствено састоје од стакла. Као резултат тога, постоји забринутост за безбедност загађивача. Уклањање нечистоћа ће коштати више за рециклирање ових компоненти.

Тренутно се застарели соларни панели често одлажу на депоније јер се не могу лако поново користити. Пошто панели садрже штетне хемикалије, постоје значајне еколошке опасности повезане са овом техником.

Кишница има потенцијал да испусти и испере кадмијум, који затим продире у земљиште и загађује околину.

8. Еколошки ризици рударства

Већина модерне технологије у својој производњи користи ретке минерале. Слично овоме, фотонапонски панели користе преко 19 ових необичних минерала.

Ово су ограничени ресурси који се марљиво сакупљају на многим местима широм света. Како нације раде на повећању производње обновљиве енергије и задовољавању потражње потрошача за технологијом, постоји невероватно велика потражња за овим минералима.

Истраживања показују да неће бити довољно индијума, компоненте која се користи у фотонапонским панелима, да задовољи огромну потражњу и подстакне ову зелену револуцију.

Ови резултати су алармантни, а утицај рударства их чини још забрињавајућим. Доказано је да рударство узрокује вртаче, губитак биодиверзитета и тровање суседних водотокова изузетно киселим металним отпадом.

9. Утицај транспорта соларних панела на животну средину 

Емисије соларних панела повезане са транспортом представљају додатни проблем. Иако се производе широм света, соларни панели се углавном производе у Кини, Сједињеним Државама и Европи. Штавише, делови за соларне панеле произведени у једној земљи можда ће морати да се испоручују у другу.

Искрено, тешко је проценити прецизан угљенични отисак повезан са сваким кораком производног процеса било које врсте соларног панела. Утицаји производње соларних панела на животну средину нису детаљно проучени нити документовани.

Међутим, према извештајима, Коалиција за транспарентност истраживања материјала покушава да квантификује и открије угљенични отисак рударства, производње и транспорта соларних панела.

Важно је напоменути да је количина емисије угљеника која се ствара током производње соларних панела далеко мања него код конвенционалних енергетских постројења и много мања него код рударства угља , фракинга или бушења нафте.

Уобичајени проблем са соларним панелима је, међутим, оно што им се дешава након њиховог типичног животног века од 25 година, који превазилази излазну снагу.

Закључак

Иако соларна енергија није беспрекорна, генерално гледано, она има позитиван нето еколошки и финансијски утицај.

Да, рударство и производња соларних панела захтевају огромне количине енергије, и да, процес укључује употребу хемикалија. Међутим, супротно ономе што показују подаци, ове две неспорне чињенице не имплицирају да соларни панели имају нето негативан ефекат.

За мање од две године, енергија утрошена за производњу соларног панела ће се повратити. Чак и када се соларна енергија узме у обзир током фаза производње и прераде, произведене емисије су 3-25 пута мање него када се иста количина енергије производи коришћењем фосилних горива. 

коришћење соларне енергије има мање емисија него коришћење било ког фосилног горива, посебно угља, што га чини веома повољном технологијом.

Препоруке