9. Влияние солнечной энергии на окружающую среду

Солнце — это фантастический ресурс для производства экологически чистой электроэнергии, и утверждается, что оно не способствует глобальному потеплению и не загрязняет окружающую среду.

Вы, вероятно, слышали о различных способах, которыми солнечная энергия может помочь окружающей среде, поскольку все больше людей начинают переходить на возобновляемые источники энергии . В этой статье мы рассмотрим воздействие солнечной энергии на окружающую среду, как положительное, так и отрицательное.

Зависимость от невозобновляемых ресурсов, таких как ископаемое топливо, и сокращение выбросов углекислого газа — два наиболее широко признанных преимущества солнечной электроэнергии. Однако как солнечная энергия влияет на экосистему?

В зависимости от технологии, которую можно в общих чертах разделить на две категории: фотоэлектрические (PV) солнечные элементы или концентрирующие солнечные тепловые установки (CSP), возможные экологические последствия солнечной энергии — землепользование и утрата среды обитания, водопользование и использование опасные материалы в производстве — могут сильно различаться.

Масштаб системы, который может варьироваться от скромных, рассредоточенных фотоэлектрических массивов на крыше до крупных фотоэлектрических и CSP-установок коммунального масштаба, сильно влияет на степень воздействия на окружающую среду.

Воздействие солнечной энергии на окружающую среду

Солнечная энергия также оказывает много благотворного воздействия на окружающую среду, но есть и некоторые негативные последствия солнечной энергии для окружающей среды, которые перечислены ниже:

  • Солнечная энергия лучше для окружающей среды
  • Землепользование
  • Потеря среды обитания
  • Нарушение экосистемы
  • Солнечная энергия снижает выбросы парниковых газов
  • Использование воды
  • Опасные материалы
  • Отходы солнечных панелей
  • Утилизация

1. Солнечная энергия лучше для окружающей среды

Добыча ископаемого топлива для производства энергии оказала негативное воздействие на некоторые местные экосистемы. Поскольку среда обитания разрушается, а растительность уничтожается, чтобы освободить место для энергетических операций, таких как буровая инфраструктура, страдают многие растения и животные.

С другой стороны, возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, могут способствовать восстановлению экосистем. Солнечные электростанции можно устанавливать на крышах зданий, и они занимают гораздо меньше места при монтаже. Кроме того, солнечные панели не загрязняют воздух и воду, не нанося вреда ни людям, ни дикой природе.

Добыча ископаемого топлива включает бурение, сжигание и добычу, в результате чего в атмосферу выбрасываются парниковые газы. Эти выбросы парниковых газов, включая углекислый газ, наносят вред окружающей среде. Выбирая возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, мы можем сократить выбросы парниковых газов и предотвратить дальнейший вред окружающей среде.

В целом, солнечная энергия может помочь вашему городу снизить выбросы парниковых газов, загрязнение окружающей среды и восстановить экосистемы — все это имеет решающее значение для защиты людей, дикой природы и целых экосистем. В результате для производства электроэнергии требуется меньше воды, а воздух становится более пригодным для дыхания.

2. Землепользование

Энергетические объекты для производства многих традиционных видов электроэнергии требуют больших площадей, в том числе много ценных земель. К счастью, существуют различия в правилах землепользования для солнечных систем.

Одним из преимуществ солнечных систем является то, что их можно устанавливать в изолированных местах с голой землей или устанавливать на крыше. С развитием технологий солнечные системы будут иметь улучшенные возможности в использовании земли. В целом, небольшой участок земли, необходимый для солнечной системы, может быть полезен для вашей местной экосистемы.

Однако, в зависимости от местоположения, крупные солнечные электростанции промышленного масштаба могут вызывать опасения по поводу потери среды обитания и деградации земель . Общая необходимая площадь земли варьируется в зависимости от технологии, местоположения, топографии и интенсивности использования солнечной энергии.

По оценкам, фотоэлектрические системы коммунального масштаба требуют от 3.5 до 10 акров на мегаватт, тогда как установки CSP требуют от 4 до 16.5 акров на мегаватт.

У солнечных установок меньше шансов сосуществовать с сельскохозяйственными целями, чем у ветровых установок. Однако солнечные системы коммунального масштаба могут уменьшить свое негативное воздействие на окружающую среду, если их устанавливать в менее желательных местах, таких как заброшенные месторождения, бывшие шахты или существующие линии электропередачи и трафика.

Солнечные фотоэлектрические батареи меньшего размера оказывают меньшее влияние на землепользование и могут быть установлены на жилых или коммерческих объектах.

3. Потеря среды обитания

Для установки солнечных энергосистем необходима земля, на которой можно разместить солнечные панели. Любая земля, расчищенная и застроенная для установки солнечных панелей, считается утраченной средой обитания , даже несмотря на то, что некоторые места лучше подходят для такого рода установок, чем другие. Установка солнечных панелей на уже существующих зданиях может помочь предотвратить эту проблему.

4. Нарушение экосистемы

Местные экосистемы могут сильно пострадать, если деревья и другие растения будут удалены, чтобы освободить место для солнечных батарей. Более того, строительство дорог и линий электропередачи, необходимых для содействия развитию крупномасштабных проектов солнечной энергетики, может нарушить дикую природу, фрагментировать экосистемы и привести к появлению чужеродных видов.

5. Солнечная энергия снижает выбросы парниковых газов

В отличие от ископаемого топлива , которое необходимо добывать, бурить, транспортировать и сжигать для выработки электроэнергии, солнечная энергия является чистым, возобновляемым источником энергии, не выделяющим вредных выбросов углерода, которые загрязняют атмосферу или водные ресурсы.

Сокращение количества этих загрязняющих веществ могло бы спасти 25,000 XNUMX жизней, поскольку они вредны как для здоровья людей, так и для здоровья дикой природы. Снижая нашу зависимость от ограниченных ресурсов, наносящих вред окружающей среде, устойчивая солнечная энергия защитит нашу инфраструктуру и будет способствовать сохранению здоровья планеты.

В целом солнечная энергия оказывает в значительной степени положительное воздействие на окружающую среду. Однако важно помнить, что как производство панелей, так и сбор материалов, необходимых для их изготовления, таких как стекло и некоторые металлы, могут нанести вред окружающей среде.

Тем не менее, по мнению экспертов, солнечные панели могут компенсировать энергию, затраченную на их создание, за один-четыре года. Кроме того, срок службы систем составляет 30 лет, а это означает, что на протяжении всего срока службы солнечные панели могут более чем компенсировать затраты на экологическое производство.

Также существуют опасения по поводу солнечной энергии и землепользования. Некоторые обеспокоены тем, что установка солнечных батарей для крупномасштабных проектов может привести к ухудшению состояния земель и потере среды обитания.

Чтобы предотвратить деградацию земель в уже существующих средах обитания, крупные проекты солнечных батарей можно устанавливать в местах с низким качеством, таких как заброшенные горнодобывающие предприятия. Установка панелей поверх существующих зданий также может сократить использование земли. Тем не менее, потенциальный вред земле и среде обитания можно свести к минимуму или даже устранить.

Конечно, с солнечными батареями есть определенные проблемы. К счастью, при тщательной подготовке и соблюдении соответствующих методов утилизации возможных проблем можно избежать.

6. Использование воды

Солнечным фотоэлектрическим элементам для производства энергии не нужна вода. Тем не менее, некоторое количество воды используется при производстве солнечных фотоэлектрических компонентов, как и в любом другом производственном процессе.

Вода необходима для охлаждения на солнечных тепловых электростанциях (CSP), как и на других тепловых электростанциях. Тип системы охлаждения, расположение установки и ее конструкция влияют на количество используемой воды.

На каждый мегаватт-час выработанной электроэнергии электростанции CSP с градирнями и технологией мокрой рециркуляции удаляют 600–650 галлонов воды. Поскольку вода не теряется в виде пара, установки CSP, использующие технологию прямоточного охлаждения, имеют более высокие уровни водозабора, но более низкое общее потребление воды.

При внедрении технологии сухого охлаждения на объектах ЦСП используется почти на 90% меньше воды. Однако снижение эффективности и увеличение расходов — это издержки, связанные с такой экономией воды. Более того, эффективность метода сухого охлаждения резко снижается при температуре выше 100 градусов по Фаренгейту.

Тщательный анализ этих водных компромиссов имеет решающее значение, поскольку многие из мест в Соединенных Штатах с самым высоким потенциалом солнечной энергии также имеют самый засушливый климат.

7. Опасные материалы

В процессе производства фотоэлектрических элементов используется множество опасных соединений; большинство этих материалов используются для очистки поверхности полупроводников.

К этим веществам относятся соляная кислота, серная кислота, азотная кислота, фтороводород, 1,1,1-трихлорэтан и ацетон. Они сопоставимы с теми, которые используются в полупроводниковой промышленности.

Тип ячейки, требуемая степень очистки и размер кремниевой пластины — все это влияет на количество и тип используемых химикатов. Есть опасения по поводу рабочих, которые вдыхают кремниевую пыль.

Чтобы предотвратить воздействие на рабочих токсичных химикатов и гарантировать правильную утилизацию производственных отходов, производители фотоэлектрических систем обязаны соблюдать правила США.

По сравнению с обычными кремниевыми фотоэлектрическими элементами, тонкопленочные фотоэлектрические элементы содержат несколько более опасных компонентов, таких как арсенид галлия, диселенид галлия меди-индия и теллурид кадмия.

Ненадлежащее обращение и утилизация этих предметов может представлять значительный риск для окружающей среды и здоровья населения. Поэтому производители финансово заинтересованы в том, чтобы эти чрезвычайно ценные и зачастую необычные материалы перерабатывались, а не выбрасывались.

8. Отходы солнечных панелей

По некоторым прогнозам, к 2050 году объем отходов от солнечных панелей в мире может достичь 78 миллионов тонн . Такой объем отходов будет чрезвычайно сложен для предприятий по переработке, поскольку у них пока нет подходящих решений по утилизации, таких как полигоны.

Хорошей новостью является то, что эта проблема была выявлена ​​на раннем этапе и что несколько предприятий уже разработали доступные (более длительные гарантии на продукцию) и технологические средства решения (технологии переработки).

9. Утилизация

Что произойдет, если солнечные панели выйдут из строя или будут выведены из эксплуатации? Переработка солнечных панелей пока не стала серьезной проблемой, но поскольку солнечные панели нуждаются в замене, в ближайшие десятилетия это станет актуальным.

В настоящее время солнечные модули можно утилизировать вместе с другими обычными электронными отходами. Страны, не имеющие адекватных механизмов утилизации электронных отходов, более уязвимы к проблемам с переработкой.

Заключение

Производство солнечной энергии, как и другие технологии производства электроэнергии, имеет некоторые недостатки. Однако эти эффекты не так велики. Пока они не станут достаточно большими, они не причинят вреда и не нарушат экологию и баланс.

Самое лучшее в солнечной энергии заключается в том, что, поскольку она может генерироваться и использоваться отдельными людьми локально, ее негативные последствия могут быть уменьшены. В отличие от больших солнечных батарей, солнечные системы обычно устанавливаются на крышах домовладельцами или предприятиями, и им не требуется вода для охлаждения.

Таким образом, солнечная энергия, несомненно, является гораздо более экологичным выбором и оказывает экологически устойчивый эффект.

СОВЕТЫ