Ο ήλιος είναι μια φανταστική πηγή για την παραγωγή βιώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας και έχει ειπωθεί ότι δεν συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη ούτε μολύνει το περιβάλλον.
Πιθανότατα έχετε ακούσει για τους διάφορους τρόπους με τους οποίους η ηλιακή ενέργεια μπορεί να βοηθήσει το περιβάλλον, καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι στρέφονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας . Λοιπόν, σε αυτό το άρθρο, ρίχνουμε μια ματιά στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ηλιακής ενέργειας, είτε αυτές είναι θετικές είτε αρνητικές.
Η εξάρτησή μας από μη ανανεώσιμους πόρους όπως τα ορυκτά καύσιμα και η μείωση των εκπομπών άνθρακα είναι δύο από τα πιο ευρέως αναγνωρισμένα πλεονεκτήματα της ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, πώς επηρεάζει η ηλιακή ενέργεια το οικοσύστημα;
Ανάλογα με την τεχνολογία, η οποία μπορεί να χωριστεί ευρέως σε δύο κατηγορίες: φωτοβολταϊκά (PV) ηλιακά κύτταρα ή συγκεντρωτικές ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις (CSP), οι πιθανές περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ηλιακής ενέργειας—χρήση γης και απώλεια οικοτόπων, χρήση νερού και χρήση επικίνδυνα υλικά στην κατασκευή—μπορεί να διαφέρουν πολύ.
Η κλίμακα του συστήματος, η οποία μπορεί να κυμαίνεται από μέτριες, διάσπαρτες συστοιχίες φωτοβολταϊκών ταράτσας έως σημαντικές εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών και CSP σε κλίμακα χρησιμότητας, επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τον βαθμό περιβαλλοντικής επίδρασης.
Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις της Ηλιακής Ενέργειας
Η ηλιακή ενέργεια έχει επίσης πολλές ευεργετικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, αλλά υπάρχουν ορισμένες αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ηλιακής ενέργειας, οι οποίες παρατίθενται παρακάτω:
- Η ηλιακή ενέργεια είναι καλύτερη για το περιβάλλον
- Χρήση της γης
- Απώλεια οικοτόπου
- Διαταραχή οικοσυστήματος
- Η ηλιακή ενέργεια μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου
- Χρήση Νερού
- Επικίνδυνα υλικά
- Απόβλητα ηλιακών πάνελ
- ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ
1. Η ηλιακή ενέργεια είναι καλύτερη για το περιβάλλον
Η εξόρυξη ορυκτών καυσίμων για ενέργεια είχε αρνητικές επιπτώσεις σε ορισμένα τοπικά οικοσυστήματα. Καθώς οι βιότοποι καταστρέφονται και η βλάστηση απομακρύνεται για να ανοίξει ο δρόμος για ενεργειακές εργασίες όπως οι υποδομές γεώτρησης, πολλά φυτά και ζώα υποφέρουν.
Από την άλλη πλευρά, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή ενέργεια μπορούν να υποστηρίξουν την ανάκαμψη των οικοσυστημάτων. Οι ηλιακοί σταθμοί μπορούν να τοποθετηθούν στην κορυφή των κτιρίων και να καταλάβουν πολύ λιγότερο χώρο κατά την εγκατάσταση. Επιπλέον, τα ηλιακά πάνελ δεν μολύνουν τον αέρα ή το νερό, βλάπτοντας τους ανθρώπους ή την άγρια ζωή.
Η παραγωγή ορυκτών καυσίμων περιλαμβάνει γεωτρήσεις, καύση και εξόρυξη, οι οποίες εκπέμπουν εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Αυτές οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, οι οποίες περιλαμβάνουν το διοξείδιο του άνθρακα, βλάπτουν το περιβάλλον. Επιλέγοντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή ενέργεια, μπορούμε να μειώσουμε τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και να αποτρέψουμε περαιτέρω βλάβες στο περιβάλλον.
Γενικά, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να βοηθήσει την πόλη σας στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, της ρύπανσης και της αποκατάστασης των οικοσυστημάτων—όλα αυτά είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία των ανθρώπων, της άγριας ζωής και ολόκληρων οικοσυστημάτων. Ως αποτέλεσμα, απαιτείται λιγότερο νερό για την παραγωγή ενέργειας και ο αέρας γίνεται πιο αναπνεύσιμος.
2. Χρήση γης
Οι ενεργειακές εγκαταστάσεις για πολλά συμβατικά είδη ηλεκτρικής ενέργειας χρειάζονται μεγάλο χώρο, συμπεριλαμβανομένης πολλής πολύτιμης γης. Ευτυχώς, υπάρχουν διαφορές στους κανονισμούς χρήσης γης για τα ηλιακά συστήματα.
Ένα πλεονέκτημα των ηλιακών συστημάτων είναι ότι μπορούν να εγκατασταθούν σε απομονωμένες τοποθεσίες με γυμνό έδαφος ή να τοποθετηθούν στην οροφή σας. Με την πρόοδο της τεχνολογίας, τα ηλιακά συστήματα θα έχουν βελτιωμένες δυνατότητες για να βοηθήσουν στη χρήση της γης. Συνολικά, η μικρή ποσότητα γης που απαιτούν τα ηλιακά συστήματα μπορεί να είναι επωφελής για το τοπικό σας οικοσύστημα.
Ωστόσο, οι μεγαλύτερες εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας σε κλίμακα κοινής ωφέλειας ενδέχεται να προκαλέσουν ανησυχίες για απώλεια οικοτόπων και υποβάθμιση της γης , ανάλογα με την τοποθεσία τους. Η συνολική έκταση γης που απαιτείται ποικίλλει ανάλογα με την τεχνολογία, την τοποθεσία, την τοπογραφία και την ένταση των ηλιακών πόρων.
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα κλίμακας κοινής ωφέλειας εκτιμάται ότι απαιτούν μεταξύ 3.5 και 10 στρέμματα ανά μεγαβάτ, ενώ οι εγκαταστάσεις CSP απαιτούν μεταξύ 4 και 16.5 στρέμματα ανά μεγαβάτ.
Οι ηλιακές εγκαταστάσεις έχουν λιγότερες πιθανότητες συνύπαρξης με γεωργικές χρήσεις από τις αιολικές εγκαταστάσεις. Τα ηλιακά συστήματα χρηστικής κλίμακας μπορούν, ωστόσο, να μειώσουν τις αρνητικές επιπτώσεις τους στο περιβάλλον εγκαθιστώντας σε λιγότερο επιθυμητές περιοχές, όπως φαινομενικά πεδία, πρώην ορυχεία ή υπάρχουσες γραμμές μεταφοράς και κυκλοφορίας.
Οι μικρότερες ηλιακές φωτοβολταϊκές συστοιχίες έχουν μικρότερη επίδραση στη χρήση γης και μπορούν να εγκατασταθούν σε κατοικίες ή εμπορικές ιδιοκτησίες.
3. Απώλεια οικοτόπου
Η γη είναι απαραίτητη για την εγκατάσταση συστήματος ηλιακής ενέργειας για την τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών. Οποιαδήποτε γη έχει καθαριστεί και αναπτυχθεί για την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών θεωρείται χαμένος βιότοπος , παρόλο που ορισμένες τοποθεσίες είναι πιο κατάλληλες για αυτόν τον τύπο εγκατάστασης από άλλες. Η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών σε ήδη υπάρχοντα κτίρια μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη αυτού του προβλήματος.
4. Διαταραχή οικοσυστήματος
Τα τοπικά οικοσυστήματα μπορεί να υποφέρουν πολύ εάν αφαιρεθούν δέντρα ή άλλα φυτά για να δημιουργηθεί χώρος για ηλιακούς συλλέκτες. Επιπλέον, η κατασκευή δρόμων και γραμμών μεταφοράς που απαιτούνται για τη διευκόλυνση της ανάπτυξης έργων ηλιακής ενέργειας μεγάλης κλίμακας έχει τη δυνατότητα να διαταράξει την άγρια ζωή, να κατακερματίσει τα οικοσυστήματα και να φέρει μη ιθαγενή είδη.
5. Η ηλιακή ενέργεια μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου
Σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα , τα οποία πρέπει να εξορύσσονται, να γεωτρούνται, να μεταφέρονται και να καίγονται για την παραγωγή ενέργειας, οι πηγές ηλιακής ενέργειας είναι καθαρές, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν επιβλαβείς εκπομπές άνθρακα που επηρεάζουν την ατμόσφαιρα ή τις υδάτινες οδούς.
Η μείωση αυτών των ρύπων θα μπορούσε να σώσει 25,000 ζωές επειδή είναι επιβλαβείς τόσο για την υγεία του ανθρώπου όσο και για την άγρια ζωή. Μειώνοντας την εξάρτησή μας από περιορισμένους πόρους που βλάπτουν το περιβάλλον, η βιώσιμη ηλιακή ενέργεια θα προστατεύσει τις υποδομές μας και θα συμβάλει στη διατήρηση της υγείας του πλανήτη.
Συνολικά, η ηλιακή ενέργεια έχει σε μεγάλο βαθμό θετικό αντίκτυπο στο περιβάλλον. Είναι σημαντικό να θυμάστε, ωστόσο, ότι τόσο η κατασκευή των πάνελ όσο και η συλλογή των υλικών που απαιτούνται για την κατασκευή τους—όπως το γυαλί και συγκεκριμένα μέταλλα—μπορεί να βλάψει το περιβάλλον.
Ωστόσο, σύμφωνα με τους ειδικούς, τα ηλιακά πάνελ μπορούν να αντισταθμίσουν την ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία τους σε ένα έως τέσσερα χρόνια. Επιπλέον, τα συστήματα έχουν διάρκεια ζωής 30 ετών, πράγμα που σημαίνει ότι καθ' όλη τη διάρκεια της ωφέλιμης ζωής τους, τα ηλιακά πάνελ μπορούν να αντισταθμίσουν το περιβαλλοντικό κόστος παραγωγής τους.
Υπάρχουν επίσης ανησυχίες σχετικά με την ηλιακή ενέργεια και τη χρήση γης. Ορισμένοι ανησυχούν ότι η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών για έργα μεγάλης κλίμακας μπορεί να υποβαθμίσει τη γη και να προκαλέσει απώλεια οικοτόπων.
Για να αποφευχθεί η υποβάθμιση της γης σε ήδη υπάρχοντες οικοτόπους, μεγάλα έργα ηλιακών πάνελ μπορούν να εγκατασταθούν σε τοποθεσίες χαμηλής ποιότητας, όπως εγκαταλελειμμένες εγκαταστάσεις εξόρυξης. Η εγκατάσταση πάνελ πάνω από υπάρχοντα κτίρια μπορεί επίσης να μειώσει τη χρήση γης. Ωστόσο, η πιθανή βλάβη στη γη και τους οικοτόπους μπορεί να ελαχιστοποιηθεί ή και να εξαλειφθεί.
Φυσικά, υπάρχουν ορισμένα προβλήματα με τους ηλιακούς συλλέκτες. Ευτυχώς, με προσεκτική προετοιμασία και προσοχή στις κατάλληλες τεχνικές απόρριψης, τα πιθανά προβλήματα μπορούν να αποφευχθούν.
6. Χρήση νερού
Το νερό δεν χρειάζεται από τα ηλιακά φωτοβολταϊκά στοιχεία για την παραγωγή ενέργειας. Ωστόσο, λίγο νερό χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλιακών φωτοβολταϊκών εξαρτημάτων, όπως και σε κάθε άλλη διαδικασία παραγωγής.
Το νερό είναι απαραίτητο για την ψύξη σε συγκεντρωμένες ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις (CSP), όπως είναι και σε άλλες θερμοηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Ο τύπος του συστήματος ψύξης, η θέση της εγκατάστασης και ο σχεδιασμός της εγκατάστασης επηρεάζουν την ποσότητα νερού που χρησιμοποιείται.
Για κάθε μεγαβατώρα ισχύος που παράγεται, οι μονάδες CSP με πύργους ψύξης και τεχνολογία υγρής ανακυκλοφορίας αφαιρούν 600–650 γαλόνια νερού. Επειδή το νερό δεν χάνεται ως ατμός, οι εγκαταστάσεις CSP που χρησιμοποιούν τεχνολογία ψύξης εφάπαξ έχουν υψηλότερα επίπεδα απόσυρσης νερού αλλά χαμηλότερη συνολική χρήση νερού.
Σχεδόν 90% λιγότερο νερό χρησιμοποιείται στις εγκαταστάσεις CSP όταν εφαρμόζεται η τεχνολογία ξηρής ψύξης. Ωστόσο, η χαμηλότερη απόδοση και τα αυξημένα έξοδα είναι το κόστος που σχετίζεται με αυτήν την εξοικονόμηση νερού. Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα της τεχνικής ξηρής ψύξης μειώνεται δραματικά πάνω από τους 100 βαθμούς Φαρενάιτ.
Η προσεκτική ανάλυση αυτών των ανταλλαγών νερού είναι ζωτικής σημασίας, επειδή πολλά από τα μέρη των Ηνωμένων Πολιτειών με τις υψηλότερες δυνατότητες ηλιακής ενέργειας έχουν επίσης τα πιο ξηρά κλίματα.
7. Επικίνδυνα Υλικά
Πολλές επικίνδυνες ενώσεις χρησιμοποιούνται στη διαδικασία παραγωγής Φ/Β κυψελών. Τα περισσότερα από αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό και τον καθαρισμό της επιφάνειας του ημιαγωγού.
Αυτές οι ουσίες περιλαμβάνουν υδροχλωρικό οξύ, θειικό οξύ, νιτρικό οξύ, υδροφθόριο, 1,1,1-τριχλωροαιθάνιο και ακετόνη. Είναι συγκρίσιμα με αυτά που χρησιμοποιούνται στη γενική επιχείρηση ημιαγωγών.
Το είδος της κυψέλης, ο βαθμός καθαρισμού που απαιτείται και το μέγεθος της γκοφρέτας πυριτίου επηρεάζουν την ποσότητα και το είδος των χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται. Υπάρχουν ανησυχίες για τους εργαζόμενους που αναπνέουν σκόνη πυριτίου.
Για να αποφευχθεί η έκθεση των εργαζομένων σε τοξικές χημικές ουσίες και να διασφαλιστεί ότι τα απόβλητα της κατασκευής απορρίπτονται κατάλληλα, οι κατασκευαστές φωτοβολταϊκών υποχρεούνται να συμμορφώνονται με τους κανόνες των ΗΠΑ.
Σε σύγκριση με τα συμβατικά φωτοβολταϊκά κύτταρα πυριτίου, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα λεπτής μεμβράνης περιέχουν αρκετά πιο επικίνδυνα συστατικά, όπως το αρσενίδιο του γαλλίου, το δισελενίδιο του γαλλίου χαλκού-ινδίου και το τελλουρίδιο του καδμίου.
Ο ανεπαρκής χειρισμός και απόρριψη αυτών των αντικειμένων μπορεί να δημιουργήσει σημαντικούς κινδύνους για το περιβάλλον ή τη δημόσια υγεία. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές έχουν οικονομικά κίνητρα να διασφαλίσουν ότι αυτά τα εξαιρετικά πολύτιμα και συχνά ασυνήθιστα υλικά ανακυκλώνονται σε αντίθεση με τα απορριπτόμενα.
8. Απόβλητα ηλιακών πάνελ
Ορισμένες προβλέψεις αναφέρουν ότι έως το 2050, τα παγκόσμια απόβλητα από ηλιακούς συλλέκτες ενδέχεται να φτάσουν τα 78 εκατομμύρια τόνους . Αυτός ο όγκος αποβλήτων θα είναι εξαιρετικά δύσκολο να διαχειριστεί για τις επιχειρήσεις ανακύκλωσης, επειδή δεν διαθέτουν ακόμη κατάλληλες λύσεις απόρριψης, όπως χώρους υγειονομικής ταφής.
Τα καλά νέα είναι ότι αυτό το ζήτημα εντοπίστηκε νωρίς και ότι αρκετές επιχειρήσεις έχουν ήδη αναπτύξει προσιτές (μεγαλύτερες εγγυήσεις προϊόντων) και τεχνολογικές λύσεις (τεχνολογίες ανακύκλωσης).
9. ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ
Τι συμβαίνει εάν τα ηλιακά πάνελ παρουσιάσουν δυσλειτουργία ή τεθούν εκτός λειτουργίας; Η ανακύκλωση ηλιακών πάνελ δεν έχει ακόμη εξελιχθεί σε σημαντικό πρόβλημα, αλλά καθώς τα ηλιακά πάνελ χρειάζονται αντικατάσταση, θα χρειαστεί να αντικατασταθούν τις επόμενες δεκαετίες.
Οι ηλιακές μονάδες μπορούν προς το παρόν να απορριφθούν μαζί με άλλα κοινά ηλεκτρονικά απορρίμματα. Τα έθνη που δεν διαθέτουν επαρκείς μηχανισμούς για την απόρριψη των ηλεκτρονικών αποβλήτων είναι πιο ευάλωτα σε προβλήματα ανακύκλωσης.
Συμπέρασμα
Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας έχει ορισμένα μειονεκτήματα, όπως και άλλες τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας. Ωστόσο, αυτά τα αποτελέσματα δεν είναι τόσο μεγάλα. Μέχρι να γίνουν αρκετά μεγάλα, δεν βλάπτουν ούτε παραβιάζουν την οικολογία και την ισορροπία.
Το καλύτερο πράγμα για την ηλιακή ενέργεια είναι ότι, εφόσον μπορεί να παραχθεί και να χρησιμοποιηθεί τοπικά από άτομα, οι αρνητικές επιπτώσεις της μπορούν να μειωθούν. Σε αντίθεση με τις μεγάλες ηλιακές συστοιχίες, τα ηλιακά συστήματα εγκαθίστανται συνήθως σε στέγες από ιδιοκτήτες σπιτιού ή επιχειρήσεις και δεν απαιτούν νερό για ψύξη.
Η ηλιακή ενέργεια, λοιπόν, είναι αναμφισβήτητα μια πολύ πιο πράσινη επιλογή και έχει περιβαλλοντικά βιώσιμο αποτέλεσμα.