sunt panourile solare într-adevăr „verzi”? Impactul asupra mediului al panourilor solare sunt discutate și comentate pe scară largă, dar ce argumente sunt valabile și ce este zgomotul social media?
argumentele cheie împotriva panourilor solare sunt că acestea necesită mai multă energie și echipamente de ardere a combustibililor fosili pentru mine, producție și transport decât economisesc., Un alt argument este că substanțele chimice toxice sunt utilizate în procesul de fabricație, care fac mai mult rău decât bine.
energia Solară nu este perfect
Pe de altă parte, se susține că panourile solare crea mai multă energie curată decât le ia pentru a crea și de top la nivel global, companiile sunt cu adevărat exemplu în ceea ce privește chimice de utilizare. aici vom examina impactul pozitiv și negativ asupra mediului al panourilor solare și ceea ce viitorul are în magazin pentru industria energiei solare.,
impactul negativ asupra mediului panouri solare
Să începem prin a afirma evident – energia solară nu este perfectă. Ca totul în viață, există upsides și dezavantaje. acest lucru este valabil mai ales pentru subiecte mici, cum ar fi generarea de energie pentru 7 miliarde de oameni într-un mod durabil, economic. energia solară nu este lipsită de dezavantajele sale. Să le examinăm aici:
1. Cererea de energie – Solar necesită o cantitate semnificativă de energie în față pentru a produce. Minerit, producție și transport toate necesită cantități substanțiale de energie., Cuarțul trebuie prelucrat, curățat și apoi fabricat cu alte componente care pot proveni din diferite instalații (aluminiu, cupru etc..) pentru a produce un singur modul solar. Încălzirea cuarțului în timpul etapei de procesare necesită căldură foarte mare. Fabricarea necesită combinarea mai multor materiale cu o precizie incredibilă pentru a produce panouri de înaltă eficiență. Toate acestea necesită multă energie în față. Cu combustibili tradiționali,cum ar fi gazul sau țelul, acestea sunt extrase,curățate/prelucrate și arse la scări foarte mari, de obicei într-o singură locație.
2., Produse chimice – pentru a produce siliciu de calitate solară, prelucrarea semiconductorilor implică de obicei substanțe chimice periculoase. În funcție de producătorul panoului solar și de țara de origine, aceste substanțe chimice pot fi sau nu eliminate în mod corespunzător. Ca orice industrie, există companii care conduc prin exemplu, iar altele care taie colțuri pentru a economisi bani. Nu orice companie va arunca substanțe chimice sau nu va recicla produsele secundare în mod corespunzător, dar există mere rele acolo.
3. Reciclare – ce se intampla atunci cand panourile solare se sparg sau sunt dezafectate?, Deși reciclarea panourilor solare nu a devenit încă o problemă majoră, aceasta va fi în deceniile următoare, deoarece panourile solare trebuie înlocuite. În prezent, modulele solare pot fi eliminate cu alte deșeuri electronice standard. Țările care nu dispun de mijloace solide de eliminare a deșeurilor electronice prezintă un risc mai mare de reciclare.acestea sunt principalele probleme de mediu din jurul industriei fotovoltaice. Frica este cu siguranță un motiv pentru investigații suplimentare, dar poate fi nefondată în funcție de numere.,
produse chimice, reciclarea și eliminarea panourilor solare
reciclarea și eliminarea panourilor solare reprezintă un domeniu cheie de îngrijorare. Există o problemă clară cu soluții la orizont. acest lucru nu este la fel de răspândit sau toxic pe cât pare. Plăcile de siliciu standard ale modulelor solare sunt încapsulate, de obicei prin acetat de vinil etilic (EVA). Acest strat protejează placa de siliciu. În cazul în care modulele nu sunt eliminate în mod corespunzător și expuse la condiții de testare specifice, este posibil să apară unele scurgeri. În condiții normale de funcționare, aceste materiale nu vor fi eliberate.,
energia solară este foarte eficientă la atenuarea carbonului. Ca și în cazul tuturor tehnologiilor, deșeurile neintenționate sau produsele secundare sunt ceva care trebuie tratat. un raspuns evident este reciclarea panourilor solare si vanzarea elementelor de baza ale acestora. Mare în teorie, dar această cale nu este una economică, scalabilă – încă.
căi înainte
instalații de reciclare panouri solare pe scară largă există, dar nu sunt la fel de răspândită ca acestea trebuie să fie.
acest decalaj este de așteptat cu noi industrii și tehnologii. Reciclatorii Auto nu au apărut a doua zi după ce modelul T a ieșit de pe linie., Depozitele de sticle nu așteptau în jur pentru apariția sticlelor. Reciclatorii de deșeuri electronice au devenit recent un loc comun, la zeci de ani după explozia electronicelor de consum.este nevoie de timp pentru ca industriile secundare să se dezvolte în jurul Industriilor Primare. o soluție alternativă sau suplimentară pentru a ajuta economia de reciclare este de a pune o taxă pe producătorii de panouri solare pentru a ușura procesul de reciclare sau mandat un program de reciclare să fie puse în aplicare de la producători. ambele opțiuni vor necesita timp pentru a fi implementate și perfecte., economia reciclării panourilor solare va fi îmbunătățită pe măsură ce mai multe panouri solare sunt dezafectate. Volumele mai mari din orice industrie permit economiei de scară să-și lucreze magia. o soluție simplă pentru substanțele chimice utilizate în panourile solare ar fi găsirea unor metode alternative pentru fabricarea modulelor. Această soluție este deja în curs de desfășurare, deși calendarul său pentru comercializare este dificil de prezis. deși substanțele chimice sunt utilizate în producția de panouri solare, comparația cu combustibilii tradiționali poate oferi un context util., Generarea oricărei forme de energie la scară masivă va necesita o anumită utilizare a substanțelor chimice în lanțul de aprovizionare. cărbunele trebuie curățat chimic și tratat după minerit. Gazul natural Fracked trebuie extras folosind amestecuri chimice. Atât cărbunele, cât și gazul sunt arse pentru a crea electricitate. Energia nucleară în sine necesită manipularea materialelor extrem de radioactive. nici o sursă de combustibil nu este perfectă, fiecare are propriile avantaje și dezavantaje de mediu. dar unele sunt mai bune decât altele.,
impactul asupra mediului al fabricării panourilor solare
cum sunt realizate panourile solare și care sunt impactul asupra mediului al acestui proces?panourile solare au puține componente: un cadru, celule, backsheet, film de protecție, conductori și un capac din sticlă călită. Cadrul este din aluminiu, celulele sunt siliciu, conductorii sunt cupru, iar folia din spate & este de obicei un material pe bază de polimer sau plastic.,
Pentru a face panouri solare, materia primă trebuie să fie minat, aceasta este predominant de Cuarț, care este transformat în siliciu. Aluminiul, cuprul sau argintul sunt, de asemenea, materiale cheie implicate care trebuie minate sau obținute din surse reciclate, dar mai ales sunt exploatate datorită extinderii crescute a industriei fotovoltaice în ultimii 10 ani.,în urma exploatării materiilor prime, cuarțul este prelucrat în siliciu electronic. Acest proces implică încălzirea cuarțului într-un cuptor cu temperatură ridicată și reacția acestuia cu diverse substanțe chimice.alte procese de fabricație sunt necesare pentru formarea cadrului din aluminiu extrudat și pentru rularea sticlei călite. Fabricarea oricărui lucru necesită, în general, cantități mari de energie.,
panouri Solare lua o mulțime de energie pentru a crea, dar emisiile totale sunt puternic față-încărcate. După instalarea panourilor solare, acestea produc energie fără emisii timp de peste 25 de ani. procesul de fabricație este irelevant fără contextul energiei generate pe durata de viață, precum și modul în care se acumulează alte surse de combustibil. răspunsurile la două întrebări cheie vor oferi acest context:
1., Energia curată generată de panourile solare compensează impactul negativ în timpul procesului de minerit și de fabricație?
2. Cum se compara intensitatea emisiei energiei solare cu sursele traditionale de combustibil, cum ar fi carbunele?
intensitatea emisiilor de Carbon ale panourilor solare și ale altor combustibili
intensitatea emisiilor este durata de viață (totală) a emisiilor de carbon evaluate pe unitate de energie. Acest lucru este demonstrat de grame de dioxid de carbon echivalent per kilowatt-oră (gC02e/kWh) sau o valoare echivalentă, de tone de dioxid de carbon echivalent pe megawatt-oră (tC02/MWh).,cu cât intensitatea emisiilor este mai mică, cu atât impactul asupra mediului este mai bun, deoarece se emite mai puțin CO2 pentru a genera aceeași cantitate de energie.pentru a picta o imagine clara a amprentei de carbon a solarului, sute de studii de evaluare a ciclului de viata au fost efectuate in ultimele decenii asupra profilului de emisie al energiei solare. aceste evaluări au inclus etapele din amonte, operaționale și din aval de producere a energiei din diverse surse de combustibil, cum ar fi energia solară fotovoltaică, energia solară termică, eoliană, nucleară, gazele naturale și cărbunele.
în 2014, S. U. A., Laboratorul Național de energie regenerabilă (NREL) al Departamentului de energie a examinat 400 dintre aceste studii care au evidențiat discrepanțe, valori aberante și alți factori variabili care contribuie la date. Datele au fost apoi armonizate folosind un set discret de ipoteze în scopuri de comparație.rezultatele au arătat că panourile solare necesită aproximativ 60% până la 70% din energia lor în avans, aproximativ 25% în timpul funcționării și aproximativ 5% până la 20% după viața lor productivă., cărbunele, pe de altă parte, a generat ~98% din emisiile sale în timpul procesului de operare (minerit, transport, combustie etc.) și doar 1% în timpul proceselor din amonte și din aval.
panouri Solare azi sunt aproape cu 50% mai eficient decât atunci când acest studiu a avut loc
Cum ar fi de așteptat pe baza de combustibili fosili de energie metode de generare a produce mai mult CO2 decât surse regenerabile per kWh.
ceea ce nu s-ar fi așteptat este cât de mare este un decalaj între tipurile de combustibil.,
ciclul De viață intensitatea emisiilor solare FOTOVOLTAICE este de aproximativ 40 gC02/kWh.intensitatea emisiilor ciclului de viață al cărbunelui este de aproximativ 1.000 gC02 / kWh.cărbunele produce De 25x mai mult dioxid de carbon decât energia solară pentru a produce aceeași cantitate de energie.,
varianța intensității emisiilor
o precizare în favoarea energiei regenerabile este că panourile solare cu siliciu din armonizarea NREL au fost eficiente între 13,2% și 14,0%. acest lucru a fost exact în anii premergători anului 2014, dar astăzi, modulele solare policristaline obțin în mod regulat eficiențe de >19.5%.
panourile solare de astăzi sunt cu aproape 50% mai eficiente decât atunci când a avut loc acest studiu. Crearea mai multor kWh de energie curată din același deficit de producție, ceea ce va reduce și mai mult intensitatea emisiilor fotovoltaice solare., chiar și cele mai proaste estimări pentru PV solare sunt încă de 3 ori mai bune decât cele mai bune estimări pentru cărbune (ambele situații fiind adevărate este puțin probabil). valorile mediane și armonizate prezintă o imagine mai exactă a intensității emisiilor tipurilor de combustibil (contabilizând valorile statistice). valoarea armonizată a considerat, de asemenea, o valoare a iradianței solare de 1700kwh/m2, care este aproximativ egală cu nivelurile observate în Alberta și Saskatchewan.intensitatea emisiilor este o valoare incredibil de importantă care trebuie luată în considerare la evaluarea impactului energiei solare asupra mediului.,au fost realizate alte studii și meta-analize care confirmă impactul asupra mediului al panourilor solare în comparație cu alte surse de combustibil găsite de NREL. a se vedea Brookhaven National Laboratory PV Environmental Research Centre, and Energy Policy studies for additional analysis. în cazul în care panourile solare iau mai multă energie pentru a crea decât vor produce pe parcursul vieții lor sau, în mod similar, dacă efectele din amonte ale fabricării panourilor solare sunt mai rele decât beneficiile operaționale, tehnologia este fundamental defectuoasă., oamenii se uită adesea la rentabilitatea investiției (ROI) sau perioada de rambursare pentru a evalua valoarea unei investiții financiare. Cât va dura până îmi voi primi banii înapoi?
o perioadă de rambursare de 25 de ani nu îi excită pe cei mai mulți oameni, dar o perioadă de rambursare de 3 ani ar avea atenția majorității investitorilor.aceeași întrebare poate fi încadrată pentru generarea de energie și evaluarea impactului asupra mediului al panourilor solare – cât timp va dura până când sistemul de energie solară va genera suficientă energie pentru a compensa energia necesară pentru a produce?, perioada de recuperare a energiei pentru energia solară depinde de locația dvs., deoarece diferite modele meteorologice afectează generarea solară. Un panou solar instalat în deșertul Sahara va produce mai multă energie și amortizare mult mai repede decât același panou instalat deasupra Cercului arctic. încă o dată, NREL oferă câteva date demne de remarcat. Aceste date includ fabricarea modulului, a cadrului și a echilibrului componentelor sistemului.,
Multi-cristalin, panourile solare au o energie perioada de recuperare de doar 2 ani.
Un alt avertisment favorabil de remarcat este faptul că valoarea se bazează pe o eficiență presupusă a panoului solar de 14%. Astăzi, panourile solare sunt cu 40% până la 50% mai eficiente.având în vedere acest lucru, este rezonabil să presupunem că panourile solare au o perioadă aproximativă de rambursare a energiei de 1 până la 2 ani., dacă vi s-ar oferi o investiție cu o perioadă de rambursare de 2 ani, ați lua-o?
surse de combustibil de energie electrică impactul asupra mediului
beneficiile de mediu ale energiei solare variază, de asemenea, în funcție de ce formă de energie este deplasată. dupa cum sugereaza figura anterioara, generarea de energie solara in loc sa folosesti electricitate pe baza de carbune va fi mult mai avantajoasa decat daca ai instala panouri solare pentru a compensa in primul rand energia hidro sau eoliana din retea.,
există o serie de alte motive pentru a instala panouri solare, chiar dacă rețeaua dvs. este alimentată de surse regenerabile (cum ar fi ameliorarea presiunii asupra rețelei și scăderea costului de viață al proprietății energiei electrice), dar acestea nu vor fi detaliate aici.
Provincii, cum ar fi Nova Scotia, Saskatchewan și Alberta ar putea beneficia de energie solară cel mai mult din energie în aceste provincii vin din în principal combustibili fosili. Quebec câștigă cel mai puțin din implementarea energiei solare, deoarece rețeaua lor este deja aproape fără emisii.
concluzie
energia solară nu este perfectă, dar, în general, oferă un impact net pozitiv asupra mediului și un impact financiar.da, cantități mari de energie sunt necesare pentru mine/fabricarea panourilor solare și da, substanțele chimice sunt utilizate în timpul procesului de fabricație., Aceste două fapte incontestabile nu echivalează cu panourile solare care au un impact negativ net, după cum sugerează datele.energia necesară pentru crearea unui panou solar va fi recuperată în mai puțin de 2 ani. Chiar luând în considerare procesul de fabricație și de stadiul de prelucrare, de solar, emisiile generate sunt de 3x la 25x mai puțin decât a genera aceeași cantitate de energie din combustibili fosili. emisiile reduse de la utilizarea solarenergy față de orice combustibil fosil (în special cărbune) fac tehnologia extrem de benefică.