9 Miljøpåvirkninger av solcelleanlegg

Enkelt sagt, vi diskuterer effektene av solenergisystemer på miljøet når vi diskuterer miljøpåvirkningene av solcelleanlegg.

Solen er en massiv energikilde som først nylig har blitt oppdaget. Det tilbyr rikelig med ressurser som kan produsere bærekraftig, ren og ikke-forurensende elektrisitet, altså at det ikke er utslipp som bidrar til global oppvarming.

Det har blitt funnet de siste årene at solenergi kan fanges opp og lagres for bruk globalt med håp om å fortrenge tradisjonelle energikilder. Med alles oppmerksomhet flyttet til grønnere energikilder, har solenergi blitt stadig viktigere.

For tiden står solenergi for 1.7 % av den globale elektrisitetsproduksjonen. Både produksjonsteknikkene og materialene som brukes har sett betydelige fremskritt.

Miljøpåvirkninger av solcelleanlegg

Før solenergi kan brukes som en genuint ren energikilde, er det fortsatt noen miljøhindringer som må tas tak i. Blant dem er

• Arealbruk
• Vannbruk
• Effekter på vann, luft og jordressurser
• Farlige materialer
• Produksjon av solcellepaneler
• Rengjøring av halvledere
• Forurensninger og solavfall
• Miljørisiko ved gruvedrift
• Miljøpåvirkning av transport av solcellepaneler 

1. Arealbruk

Større solcelleinstallasjoner i bruksskala kan skape bekymringer habitat tap og landforringelse, avhengig av hvor de befinner seg. Det totale landarealet som trengs varierer i henhold til teknologi, plassering, topografi og solressursintensitet.

Fotovoltaiske systemer i nytteskala er beregnet til å kreve mellom 3.5 og 10 dekar per megawatt, mens CSP-anlegg er beregnet å kreve mellom 4 og 16.5 dekar per megawatt.

Solcelleanlegg har mindre sjanse for å sameksistere med landbruksbruk enn vindanlegg. Solcellesystemer i nytteskala kan imidlertid redusere deres negative effekter på miljøet ved å installeres i mindre ettertraktede områder, for eksempel brune felt, tidligere gruveplasser eller eksisterende overførings- og trafikklinjer.

Mindre solcellepaneler har mindre innflytelse på arealbruk og kan installeres på boliger eller kommersielle eiendommer.

2. Vannbruk

Solcelleceller kan generere strøm uten behov for vann. Likevel brukes noe vann i produksjonen av solcellekomponenter, akkurat som i enhver annen produksjonsprosess.

Vann er nødvendig for avkjøling i konsentrert solvarmeanlegg (CSP), slik det er i andre termiske elektriske anlegg. Typen kjølesystem, anleggsplassering og anleggsdesign påvirker hvor mye vann som brukes.

For hver megawatt-time med kraft som genereres, fjerner CSP-anlegg med kjøletårn og våtresirkulerende teknologi 600–650 liter vann. Fordi vann ikke går tapt som damp, har CSP-anlegg som bruker engangskjølingsteknologi høyere vannuttaksnivåer, men lavere total vannbruk.

Nesten 90 % mindre vann brukes i CSP-anlegg når tørrkjølingsteknologi er implementert. Lavere effektivitet og økte utgifter er imidlertid kostnadene forbundet med disse vannbesparelsene. Videre reduseres effektiviteten til tørrkjølingsteknikken dramatisk over 100 grader Fahrenheit.

3. Effekter på vann, luft og jordressurser

Storskala utbygging av solenergianlegg nødvendiggjør gradering og rydding, noe som endrer dreneringsveier, komprimerer jorda og øker erosjonen.

Vannforbruk til sentrale tårnsystemer for kjøling er en bekymring i tørre miljøer fordi økende vannbehov kan legge en belastning på tilgjengelige forsyninger og føre til kjemisk utslipp fra anleggene som kan forurense grunnvannet eller området rundt.

Å bygge solenergianlegg kan utgjøre en risiko for luftkvaliteten, omtrent som å utvikle et stort industrikompleks. Disse farene inkluderer spredning av sykdommer som bæres av jord og en økning i luftbårne partikler som forurenser vannforsyninger.

4. Farlige materialer

Mange farlige forbindelser brukes i produksjonsprosessen for PV-celler; de fleste av disse materialene brukes til å rense og rense halvlederoverflaten. Disse stoffene inkluderer saltsyre, svovelsyre, salpetersyre, hydrogenfluorid, 1,1,1-trikloretan og aceton.

De er sammenlignbare med de som brukes i den generelle halvlederbransjen. Type celle, graden av rengjøring som kreves, og størrelsen på silisiumplaten påvirker alle mengden og typen kjemikalier som brukes.

Det er bekymringer for arbeidere som puster inn silisiumstøv. For å forhindre at arbeidere blir utsatt for giftige kjemikalier og for å garantere at produksjonsavfallsprodukter blir kastet på riktig måte, er PV-produsenter pålagt å overholde amerikanske regler.

Sammenlignet med konvensjonelle fotovoltaiske silisiumceller inneholder tynnfilm PV-celler flere farligere komponenter, som galliumarsenid, kobberindiumgalliumdiselenid og kadmiumtellurid. Utilstrekkelig håndtering og avhending av disse gjenstandene kan utgjøre betydelig risiko for miljøet eller folkehelsen.

Produsenter er derfor økonomisk motivert til å sørge for at disse ekstremt dyrebare og ofte uvanlige materialene blir resirkulert i motsetning til å kastes.

5. Produksjon av solcellepaneler

Produksjonen av solcellepaneler bruker mye ressurser, inkludert industrielle materialer, fossilt brensel og store mengder vann. Den viktigste energikilden som brukes i produksjonen av solcellepaneler er kull, som er direkte relatert til høyere karbonutslipp.

I prosessen med å lage solcellepaneler brukes både natriumhydroksid og flussyre. Strenge regler om håndtering og eliminering av farlig avløpsvann er nødvendig for begge disse. I mellomtiden må arbeidere ved anlegg som produserer solcellepaneler beskyttes mot disse farlige stoffene. Dette innebærer kontrollerte sikringer.

I følge studier, under produksjonsprosessen, slippes silisiumpartikler ut i miljøet og forårsaker silikose hos de som har vært kjent for å komme i kontakt med dem. Det er påvist at individer som blir eksponert for silisiumpartikler under produksjonsprosessen kan utvikle silikose.

6. Rengjøring av halvledere

Fotovoltaiske (PV) celler er laget av halvlederskiver som rengjøres med giftige kjemiske stoffer. Disse består av svovelsyre og flussyre.

For å eliminere skade og skape riktig overflatetekstur, er denne rengjøringsprosessen avgjørende. Flussyre, derimot, kan tære på vev og avkalke bein, noe som gjør det dødelig for en ubeskyttet person. Det må håndteres og deponeres svært forsiktig.

Siden natriumhydroksid er lettere å håndtere og kaste og utgjør en mindre risiko for ansattes helse, kan det være et tryggere alternativ.

7. Forurensninger og solavfall

Siden de første installerte settene med paneler først nå begynner å utløpe, har ikke problemet med resirkulering av utdaterte solcellepaneler fått mye oppmerksomhet. Håndteringen av utgåtte solcellepaneler er i ferd med å bli et kritisk problem nå som utløpsdatoen nærmer seg.

Selv om bly og kadmium er tilstede i solcellepaneler - som begge er kjent for å forårsake kreft - er de hovedsakelig sammensatt av glass. Som et resultat er det bekymringer for sikkerheten til forurensninger. Fjerning av urenheter vil koste ekstra å resirkulere disse komponentene.

For øyeblikket blir utdaterte solcellepaneler ofte kastet i deponier siden de ikke lett kan gjenbrukes. Fordi panelene inneholder skadelige kjemikalier, er det betydelige miljøfarer forbundet med denne teknikken.

Regnvann har potensial til å slippe ut og vaske bort kadmium, som deretter siver ned i jorda og forurenser miljøet rundt.

8. Miljørisiko ved gruvedrift

Flertallet av moderne teknologi bruker sjeldne mineraler i sin produksjon. I likhet med dette bruker solcellepaneler over 19 av disse uvanlige mineralene.

Dette er begrensede ressurser som høstes iherdig mange steder over hele kloden. Ettersom nasjoner jobber for å øke produksjonen av fornybar energi og tilfredsstille forbrukernes etterspørsel etter teknologi, er det en utrolig høy etterspørsel etter disse mineralene.

Forskning indikerer at det ikke vil være nok indium, en komponent som brukes i solcellepaneler, til å møte den enorme etterspørselen og gi drivstoff til denne grønne revolusjonen.

Disse resultatene er alarmerende, og virkningen av gruvedrift gjør dem enda mer. Det er påvist at gruvedrift forårsaker synkehull, tapet av biologisk mangfold, og forgiftning av nærliggende vannstrømmer av ekstremt surt metallavfall.

9. Miljøpåvirkning av transport av solcellepaneler 

Transportrelaterte utslipp fra solcellepaneler utgjør et ekstra problem. Selv om de er laget over hele verden, produseres solcellepaneler for det meste i Kina, USA og Europa. Videre kan det hende at deler til solcellepaneler laget i en nasjon må sendes til en annen.

Ærlig talt, det er utfordrende å anslå det nøyaktige karbonutslipp knyttet til hvert trinn i produksjonsprosessen for alle typer solcellepanel. Effektene av solcellepanelproduksjon på miljøet er ikke grundig studert eller dokumentert.

Imidlertid, ifølge rapporter Coalition on Material Research Transparency forsøker å kvantifisere og avsløre karbonfotavtrykkene til gruvedrift, produksjon og frakt av solcellepaneler.

Det er verdt å merke seg at mengden karbonutslipp som genereres under produksjon av solcellepaneler er langt lavere enn for konvensjonelle energianlegg og mye lavere enn for kulldrift, frackingeller Olje borring.

Et vanlig problem med solcellepaneler er imidlertid hva som skjer med dem etter deres typiske 25-årige levetid, som går utover produksjonen.

konklusjonen

Selv om solenergi ikke er feilfri, har den generelt en positiv netto miljømessig og økonomisk innvirkning.

Ja, gruvedrift og produksjon av solcellepaneler tar enorme mengder energi, og ja, prosessen involverer bruk av kjemikalier. Men i motsetning til hva dataene indikerer, betyr ikke disse to udiskutable fakta at solcellepaneler har en netto negativ effekt.

Om mindre enn to år vil energien som brukes til å produsere et solcellepanel være gjenvunnet. Selv når solenergi vurderes i produksjons- og prosessfasen, er utslippene som produseres 3–25 ganger lavere enn når samme mengde energi produseres ved bruk av fossilt brensel. 

å bruke solenergi har færre utslipp enn å bruke noe fossilt brensel, spesielt kull, noe som gjør det til en svært fordelaktig teknologi.

Anbefalinger

• Håndtere strømbrudd med bærbare solcelleløsninger
  .
• Ettersom solenergi fortsetter å vokse, kan du forvente det overalt
  .
• Hvordan fungerer insentiver for fornybar energi?
  .
• 13 Miljøkonsekvenser av industrielt landbruk
  .
• Utnyttelse av solen, vinden og bølgene: Fornybar energis rolle i klimaendringene