9 Dopady fotovoltaických systémů na životní prostředí

Jednoduše řečeno, diskutujeme o účincích solární energetické systémy na životní prostředí, když diskutujeme o dopadech fotovoltaických systémů na životní prostředí.

Slunce je obrovský zdroj energie, který byl objeven teprve nedávno. Nabízí bohaté zdroje, které mohou produkovat udržitelná, čistá a neznečišťující elektřina, což znamená, že neexistují žádné emise, které přispívají k Globální oteplování.

V posledních letech bylo zjištěno, že solární energie může být zachycena a uložena pro použití po celém světě s nadějí, že nakonec vytlačí tradiční zdroje energie. Vzhledem k tomu, že se pozornost každého přesouvá k ekologičtějším zdrojům energie, solární energie se stává stále důležitější.

V současnosti solární energie tvoří 1.7 % celosvětové produkce elektřiny. Jak výrobní techniky, tak použité materiály zaznamenaly výrazný pokrok.

Environmentální dopady fotovoltaických systémů

Než bude možné využít solární energii jako skutečně čistý zdroj energie, je ještě třeba vyřešit několik překážek v oblasti životního prostředí. Mezi ně patří

• Využívání půdy
• Použití vody
• Účinky na vodní, vzduchové a půdní zdroje
• Nebezpečné materiály
• Výroba solárních panelů
• Čištění polovodičů
• Znečišťující látky a solární odpad
• Environmentální rizika těžby
• Dopad přepravy solárních panelů na životní prostředí 

1. Využití půdy

Větší užitkové solární instalace mohou způsobit obavy ztráta přirozeného prostředí a degradace půdyv závislosti na tom, kde se nacházejí. Celková potřebná plocha půdy se liší podle technologie, umístění, topografie a intenzity slunečních zdrojů.

Odhaduje se, že fotovoltaické systémy v užitkovém měřítku vyžadují 3.5 až 10 akrů na megawatt, zatímco zařízení CSP vyžadují 4 až 16.5 akrů na megawatt.

Solární zařízení mají menší šanci na koexistenci se zemědělským využitím než větrná zařízení. Solární systémy v užitkovém měřítku však mohou zmírnit své negativní dopady na životní prostředí tím, že budou instalovány v méně žádoucích oblastech, jako jsou brownfieldy, bývalé doly nebo stávající přenosové a dopravní linky.

Menší solární fotovoltaická pole mají menší vliv na využití půdy a lze je instalovat na obytné nebo komerční nemovitosti.

2. Použití vody

Solární fotovoltaické články mohou vyrábět elektřinu bez potřeby vody. Přesto se při výrobě solárních fotovoltaických komponent používá určité množství vody, stejně jako v jakémkoli jiném výrobním procesu.

Voda je nezbytná pro chlazení v koncentrovaném stavu solární tepelné elektrárny (CSP), jako je tomu v jiných tepelných elektrárnách. Typ chladicího systému, umístění zařízení a návrh zařízení ovlivňují množství spotřebované vody.

Na každou megawatthodinu vyrobené energie odeberou elektrárny CSP s chladicími věžemi a technologií mokré recirkulace 600–650 galonů vody. Protože se voda neztrácí jako pára, zařízení CSP využívající technologii průtočného chlazení mají vyšší úrovně odběru vody, ale celkově nižší spotřebu vody.

Při implementaci technologie suchého chlazení se v zařízeních CSP spotřebuje téměř o 90 % méně vody. Nižší účinnost a zvýšené náklady jsou však náklady spojené s těmito úsporami vody. Kromě toho účinnost techniky suchého chlazení dramaticky klesá nad 100 stupňů Fahrenheita.

3. Účinky na vodní, vzduchové a půdní zdroje

Rozvoj solárních zařízení ve velkém měřítku vyžaduje srovnávání a čištění, které mění drenážní cesty, zhutňuje půdu a zvyšuje erozi.

Spotřeba vody centrálními věžovými systémy pro chlazení je problémem v suchých prostředích, protože rostoucí požadavky na vodu by mohly způsobit tlak na dostupné zásoby a vést k únikům chemikálií ze zařízení, které by mohly kontaminovat podzemní vody nebo okolí.

Budování solárních energetických zařízení může představovat rizika pro kvalitu ovzduší, podobně jako výstavba jakéhokoli velkého průmyslového komplexu. Mezi tato nebezpečí patří šíření chorob přenášených půdou a nárůst částic ve vzduchu, které kontaminují zásoby vody.

4. Nebezpečné materiály

V procesu výroby fotovoltaických článků se používá mnoho nebezpečných sloučenin; většina těchto materiálů se používá k čištění a čištění povrchu polovodičů. Mezi tyto látky patří kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina dusičná, fluorovodík, 1,1,1-trichlorethan a aceton.

Jsou srovnatelné s těmi, které se používají v běžném odvětví polovodičů. Druh článku, požadovaný stupeň čištění a velikost křemíkového plátku ovlivňují množství a druh použitých chemikálií.

Dělníci, kteří dýchají silikonový prach, mají obavy. Aby se zabránilo vystavení pracovníků toxickým chemikáliím a aby bylo zaručeno, že výrobní odpady budou náležitě zlikvidovány, musí výrobci fotovoltaických zařízení dodržovat pravidla USA.

Ve srovnání s konvenčními křemíkovými fotovoltaickými články obsahují tenkovrstvé fotovoltaické články několik více nebezpečných složek, jako je arsenid gallia, diselenid měď-indium, galium a telurid kadmia. Nedostatečná manipulace a likvidace těchto položek může představovat významná rizika pro životní prostředí nebo veřejné zdraví.

Výrobci jsou proto finančně motivováni, aby zajistili, že tyto extrémně vzácné a často neobvyklé materiály budou recyklovány, nikoli vyřazeny.

5. Výroba solárních panelů

Výroba solární panely využívá mnoho zdrojů, včetně průmyslových materiálů, fosilních paliv a velkých objemů vody. Hlavním zdrojem energie využívaným při výrobě solárních panelů je uhlí, které přímo souvisí s vyššími emisemi uhlíku.

V procesu výroby solárních panelů se používá jak hydroxid sodný, tak kyselina fluorovodíková. Pro obojí jsou nezbytná přísná pravidla pro nakládání s nebezpečnými odpadními vodami a jejich odstraňování. Mezitím musí být pracovníci v zařízeních, která vyrábějí solární panely, chráněni před těmito nebezpečnými látkami. To zahrnuje kontrolované záruky.

Podle studií se během výrobního procesu částice křemíku vypouštějí do životního prostředí a způsobují silikózu u těch, o kterých je známo, že s nimi přišli do styku. Bylo prokázáno, že u jedinců, kteří jsou vystaveni částicím křemíku během výrobního procesu, se může vyvinout silikóza.

6. Čištění polovodičů

Fotovoltaické (PV) články jsou vyrobeny z polovodičových plátků, které jsou čištěny pomocí toxických chemických látek. Ty se skládají z kyseliny sírové a fluorovodíkové.

Pro odstranění poškození a vytvoření správné povrchové struktury je tento proces čištění klíčový. Kyselina fluorovodíková na druhou stranu může naleptat tkáň a odvápnit kosti, což je pro nechráněnou osobu smrtelné. Musí se s ním zacházet a likvidovat velmi opatrně.

Vzhledem k tomu, že s hydroxidem sodným se snadněji manipuluje a jeho likvidace představuje menší riziko pro zdraví zaměstnanců, může to být bezpečnější varianta.

7. Znečišťující látky a solární odpad

Vzhledem k tomu, že prvním pár nainstalovaným sadám panelů dosluhuje teprve nyní, nevzbudil problém recyklace zastaralých solárních panelů příliš pozornosti. Manipulace s prošlými fotovoltaickými panely se nyní, kdy se blíží doba jejich životnosti, stává kritickým problémem.

Ačkoli je olovo a kadmium přítomno v solárních panelech – o obou je známo, že způsobují rakovinu – jsou primárně složeny ze skla. V důsledku toho existují obavy o bezpečnost kontaminantů. Odstranění nečistot bude stát další náklady na recyklaci těchto součástí.

V současné době se často likvidují zastaralé solární panely skládky protože je nelze snadno znovu použít. Protože panely obsahují škodlivé chemikálie, jsou s touto technikou spojena značná nebezpečí pro životní prostředí.

Dešťová voda má potenciál vypouštět a smývat kadmium, které následně prosakuje do půdy a kontaminuje okolní prostředí.

8. Environmentální rizika těžby

Většina moderních technologií využívá při výrobě vzácné minerály. Podobně jako fotovoltaické panely využívají více než 19 těchto neobvyklých minerálů.

Jedná se o omezené zdroje, které se vytrvale těží na mnoha místech po celém světě. Vzhledem k tomu, že národy pracují na zvýšení produkce obnovitelné energie a uspokojují poptávku spotřebitelů po technologiích, je po těchto minerálech neuvěřitelně vysoká poptávka.

Výzkum ukazuje, že nebude dostatek india, složky používané ve fotovoltaických panelech, aby uspokojila obrovskou poptávku a podpořila tuto zelenou revoluci.

Tyto výsledky jsou alarmující a dopad těžby je ještě zvyšuje. Bylo prokázáno, že těžba způsobuje propady, ztráty biologické rozmanitostia otravy sousedních vodních toků extrémně kyselým kovovým odpadem.

9. Vliv přepravy solárních panelů na životní prostředí 

Emise související s dopravou ze solárních panelů představují další problém. Ačkoli jsou solární panely vyráběny po celém světě, většinou se vyrábějí v Číně, Spojených státech a Evropě. Díly pro solární panely vyrobené v jedné zemi mohou být navíc odeslány do jiné země.

Upřímně řečeno, je těžké odhadnout přesnost uhlíková stopa spojené s každým krokem výrobního procesu jakéhokoli druhu solárního panelu. Účinky výroby solárních panelů na životní prostředí nebyly rozsáhle studovány ani zdokumentovány.

Nicméně, podle zpráv, Koalice pro transparentnost výzkumu materiálů se pokouší kvantifikovat a odhalit uhlíkové stopy těžby, výroby a přepravy solárních panelů.

Je pozoruhodné, že množství uhlíkových emisí generovaných během výroby solárních panelů je mnohem nižší než u konvenčních energetických zařízení a mnohem nižší než u těžba uhlí, frackingnebo ropné vrty.

Častým problémem solárních panelů je však to, co se s nimi stane po jejich typické 25leté životnosti, která přesahuje výkon.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Ačkoli solární energie není bezchybná, obecně má pozitivní čistý ekologický a finanční dopad.

Ano, těžba a výroba solárních panelů vyžaduje obrovské množství energie a ano, tento proces zahrnuje použití chemikálií. Nicméně na rozdíl od toho, co naznačují data, tyto dvě nesporné skutečnosti neznamenají, že solární panely mají čistý negativní účinek.

Za necelé dva roky se obnoví energie použitá na výrobu solárního panelu. I když je sluneční energie uvažována během výrobních a zpracovatelských fází, jsou vyprodukované emise 3–25krát nižší, než když se stejné množství energie vyrábí z fosilních paliv. 

využití solární energie má méně emisí než využití jakéhokoli fosilního paliva, zejména uhlí, což z něj činí velmi výhodnou technologii.

Doporučení

• Řešení výpadků energie pomocí přenosných solárních řešení
  .
• Jak solární energie neustále roste, můžete ji očekávat všude
  .
• Jak fungují pobídky pro obnovitelné zdroje energie?
  .
• 13 Environmentální dopady průmyslového zemědělství
  .
• Využití slunce, větru a vln: Role obnovitelné energie v boji o změnu klimatu