Солнечные батареи экологические преимущества

Солнечная энергия: преимущества и недостатки

Основным преимуществом технологии солнечной энергии является то, что она является устойчивой альтернативой ископаемым видам топлива. К недостаткам можно отнести то, что это дороже, чем другие чистые источники энергии.

Солнечная энергия: обзор

В связи с растущей угрозой изменения климата из-за чрезмерного выброса углерода многие страны ищут альтернативы чистой энергии, чтобы заменить традиционные ископаемые виды топлива.

Из всех альтернатив экологически чистой энергии солнечная энергия, возможно, была самой дорогой, хотя цены на нее снижаются.Однако после рассмотрения плюсов и минусов наряду с ожиданиемпродолжения снижения цен будущее солнечной энергии выглядит довольно радужным.

Плюсы солнечной энергии заключаются в том, что она является устойчивой альтернативой ископаемому топливу и оказывает незначительное воздействие на окружающую среду и имеет потенциал для ее производства в любой стране. Минусы в том, что он производит энергию только тогда, когда светит солнце, требует значительного количества земли и что для некоторых солнечных технологий требуются редкие материалы.

Краткий обзор

Технология солнечной энергии становится все более конкурентоспособной по стоимости альтернативой ископаемому топливу, хотя на некоторых рынках остается довольно дорогой.

Преимущества солнечной энергии

Стабильный

Преимущество солнечной энергии заключается в том, что это устойчивая альтернатива ископаемому топливу. Хотя у ископаемого топлива есть срок годности, который может быстро приближаться, солнце, вероятно, будет существовать по крайней мере несколько миллиардов лет.

Низкое воздействие на окружающую среду

Солнечная энергия оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с ископаемым топливом.Его выбросы парниковых газов несущественны, поскольку технология не требует сжигания топлива.Кроме того, хотя концентрирующие солнечные тепловые электростанции (CSP) сравнительно неэффективны в использовании воды в зависимости от типа используемой технологии, правильная технология значительно увеличивает эффективность, в то время как фотоэлектрические (PV) солнечные элементы не требуют воды при производстве электроэнергии.

Энергетическая независимость

Поскольку солнце светит по всему миру, оно делает каждую страну потенциальным производителем энергии, что обеспечивает большую энергетическую независимость и безопасность. Солнечная энергия не только обещает обеспечить безопасность и независимость на национальном уровне; солнечные панели могут быть установлены в отдельных домах, обеспечивая электроэнергию, которая не зависит от подключения к более крупной электросети.

173 000

Приблизительное количество тераватт солнечной энергии, излучаемой на Землю каждый день, – в 10 000 раз больше, чем ежедневное потребление энергии в мире.

Недостатки солнечной энергии

Прерывистость

Одна из самых больших проблем, связанных с технологиями использования солнечной энергии, заключается в том, что энергия вырабатывается только тогда, когда светит солнце. Это означает, что в ночное время и в пасмурные дни может прерываться подача электроэнергии. Дефицит, вызванный этим прерыванием, не был бы проблемой, если бы существовали недорогие способы хранения энергии, поскольку чрезвычайно солнечные периоды могут фактически генерировать избыточную мощность. Фактически, Германия – один из лидеров в области технологий солнечной энергии – сейчас сосредоточивает внимание на разработке адекватных накопителей энергии для решения этой проблемы.

Землепользование

Другая проблема заключается в том, что солнечная энергия может занять значительную часть земли и вызвать деградацию земель или потерю среды обитания для диких животных.В то время как солнечные фотоэлектрические системы могут быть прикреплены к уже существующим структурам, для более крупных фотоэлектрических систем может потребоваться от 3,5 до 10 акров на мегаватт, а для объектов CSP требуется от 4 до 16,5 акров на мегаватт.4  Тем не менее, воздействие можно уменьшить, разместив объекты в некачественных зонах или вдоль существующих транспортных и транспортных коридоров.

Дефицит материалов

Для производства некоторых солнечных технологий требуются редкие материалы. Однако это в первую очередь проблема фотоэлектрической технологии, а не технологии CSP. Кроме того, это не столько отсутствие известных запасов, сколько неспособность текущего производства удовлетворить будущий спрос: многие из редких материалов являются побочными продуктами других процессов, а не целью целенаправленных усилий по добыче полезных ископаемых. Переработка фотоэлектрических материалов и достижения в области нанотехнологий, которые увеличивают эффективность солнечных элементов, могут помочь увеличить предложение, но, возможно, поиск заменителей материалов, которые существуют в большем изобилии, может сыграть свою роль.

Оборотная сторона окружающей среды

Единственный экологический недостаток солнечной технологии заключается в том, что она содержит многие из тех же опасных материалов, что и электроника. Поскольку солнечная энергия становится все более популярной, проблема утилизации опасных отходов становится дополнительной проблемой. Однако при условии, что проблема надлежащей утилизации решена, сокращение выбросов парниковых газов, которое предлагает солнечная энергия, делает ее привлекательной альтернативой ископаемым видам топлива.

Источник

Так ли экологичны солнечные батареи?

Дата публикации: 28 апреля 2014

Северная Ассоциация США по возобновляемым источникам энергии, в своей публикации «Солнечная энергия», опубликованной в 2008-м году, пишет:

«Из всех доступных возобновляемых источников энергии именно солнечная энергия и солнечные батареи наносят минимальный ущерб окружающей среде. Электричество, произведенное при помощи солнечных батарей, не оказывает вредного воздействия на воздушные массы. И никак не загрязняет ни поверхностные, ни подземные воды, не истощает природные ресурсы и не несет опасности, как для животного мира, так и здоровья человека.

Единственный реально опасный эффект данного типа энергии связан с получением некоторого количества токсических веществ и химикатов, например, кадмия и мышьяка, которые используются при производстве солнечных батарей. Но, по большому счету, и эти негативные эффекты минимальны по своему объёму, если есть продуманная политика в плане их повторного использования и надлежащей утилизации.

Будущее

В свою очередь Кен Звейбл, Директор Института анализа солнечной Энергии в Университете Джорджия, в Вашингтоне, а также Джеймс Мейсон, Директор компании про производству солнечных батарей, и Василис Фенакис, Главный Инженер по исследовательской работе в Национальной Лаборатории в Брукхайвене, в своей совместной статье от 2007-го в журнале «Научная Америка» пишут о планах на будущее.

«Мы полагаем, что примерно к 2050-му году технологии солнечных батарей позволят производить почти 3 000 ГИГАВАТТ электрической энергии, иными словами МИЛЛИАРДЫ ватт. Около 30 000 квадратных миль рядов солнечных батарей должны быть установлены верх к солнцу на фиксируемых подставках. Да, эти площади могут казаться просто невероятными. Но уже установленные линии батарей показывают, что свободной земли, необходимой для производства каждого гигаватт – часа солнечной энергии на Юго-Востоке США требуется все равно меньше, чем при производстве этого же количества энергии на традиционных угольных электростанциях.

Исследования, проведённые Лабораторией Энергетики в Коло, показывают, что более чем достаточно земельных ресурсов на Юго-Востоке страны. Нет необходимости затрагивать чувствительные к проникновению машин и людей территории. Также нет необходимости как-то мешать в этом плане землям населенных пунктов или вообще углубляться в трудные территории. Благотворная природа самой солнечной энергии, ее экологичность, включая разумное потребление воды, сводит озабоченность экологическими эффектами батарей к минимуму»

В 2008-м году Отделение по энергоэффективности возобновляемой солнечной энергии (EERE) на своем сайте в блоке «Почему так важна солнечная энергетика» разместило следующий материал:

«Малые электрические подстанции наносят незначительный ущерб окружающей среде, так же как и солнечные батареи. Удивительно, но так запросто производя нужную человеку электрическую энергию, солнечные батареи не загрязняют окружающую среду, не производят рискованные для фауны и флоры выбросы и отходы. Это производство энергии не требует ни жидкого, ни газообразного топлива, его не надо ни транспортировать, ни сжигать»

В свою очередь Василис Фенакис, старший научный сотрудник Центра Инженерных Наук Национальной Лаборатории в Брукхавене, в статье от 2004 года «Циркуляция теллурида кадмия и его вред в ходе производства солнечных батарей» в разделе о возобновляемой и восполняемой энергетике пишет:

«Если смотреть широким полем зрения на проблему, то риски для окружающей среды от солнечных батарей минимальны. Приблизительные выбросы в атмосферу в ходе производства составляют 0,02 грамма теллуридла кадмия на ГИГАВАТТ\час электрической энергии, произведенной за весь срок службы солнечного модуля, и это очень низкий показатель.

Широкомасштабное использование солнечных батарей не несет никакого риска для здоровья человека и живых существ. А повторная переработка модулей, что уже отслужили свой срок службы, почти полностью нивелирует озабоченность «зеленых» по поводу вредности этого вида производства электрической энергии.

Во время своей работы солнечные модули не производят загрязнения Природы, и более того, постепенно замещая традиционные виды топлива (газ, нефть, уголь) они приносят существенные выгоды окружающей среде. Теллурид кадмия в солнечных батареях на самом деле на поверку оказывается значительно более дружественен Природе, чем все остальные ныне используемые виды кадмийных батарей, включая знаменитые никель-кадмиевые.

Минусы

Однако, не все так просто в вопросе безопасности для окружающей среды со стороны огромной МАССЫ солнечных батарей.

В главе, озаглавленной «Солнечная и ветряная энергетика непродуктивна и вредна для окружающей среды» ее автор, Пол Дриссен, Доктор Наук и сотрудник Комитета по «Строительству завтрашнего дня» пишет:

«Производство 50-ти МЕГАВАТТ электрической энергии с использованием газосжигательных установок потребует примерно от 2 до 5 акров земли. Чтобы получить такое же количество энергии за счет солнечных модулей придется покрыть – внимание ! — около ТЫСЯЧИ акров земли солнечными панелями (и это еще если принимать в расчет оптимистичные цифры в получении энергии в 10 ватт на кв. метр или 5% эффективности при пиковой выработке).

Еще не меньшая проблема – это обеспечить свободный доступ грузовикам с водой для того чтобы мыть весь этот «лес» из солнечных модулей. Чтобы покрыть, например, потребности Калифорнии в энергии при помощи солнечных модулей потребуется задействовать десятки тысяч акров земель, принося их в жертву. А ведь эти прерии называют чуть ли не самым уникальными и красивыми образчиками настоящей Дикой Природы. Дикий Дикий Запад. Это один из самых величественных и красивейших ландшафтов во всей Америке, и его придется принести на алтарь солнечной энергетики вместе с животным и растительным миром этой территории.

Калифорнийская Энергетическая Комиссия в рамках общественного интереса к энергетической общедоступной исследовательской программе (PIER), Институт Исследований Электрической Энергии (EPRI) в ноябрьском отчете 2003 года под названием «Потенциальный вред для Здоровья и Окружающей среды связанный с производством и использованием солнечных батарей, доступной на сайте EPRI, написали следующее.

«Само производство солнечных батарей включает в себя использование некоторых токсичных газов, взрывоопасных летучих веществ, коррозийных жидкостей и подозрительных канцерогенных – вызывающих рак – реагентов. Магнитуда возможных негативных эффектов на здоровье человека и Природу в случае производства солнечных батарей варьируется в зависимости от используемых токсических материалов, их насыщенности, интенсивности использования, а также продолжительности их воздействия на человека в условиях производства.»

Отработанные модули

Утилизация значительных объемов отслуживших свое солнечных модулей на конкретной территории приводит к увеличению риска для здоровья людей в данной местности. А также это пагубно для местной флоры и фауны. Утечка химических реагентов из утилизируемых модулей дает вероятность заражению местной почвы и поверхностных вод.

Животный и растительный мир на этих территориях при непосредственной близости возможных утечек или случайных выбросов в атмосферу может быть подвергнут тяжелому воздействию. Утечки могут привести к взрывному росту концентрации опасных веществ вокруг производственных установок, на которых производятся модули. А это уже прямая и явная угроза здоровью работающих здесь людей.

Окружающая вода, воздух, почвы будут поглощать в себя вредные химические выбросы. Загрязненная вода отравит почву, а вдыхаемый воздух также будет частично отравлен выбросами.

Удар по живому

«Выбросы химических токсических соединений при производстве солнечных модулей ведет к ослаблению резистентности живых существ к болезням и ухудшению их фертильности, то есть способности давать здоровое полноценное потомство. Также увеличивается смертность и наблюдается замедленный рост у детей и детенышей. Интенсивность и серьезность негативного воздействия будет различаться в зависимости от количества и типа вредных веществ, высвобождаемых при производстве солнечных улавливающих модулей…»

По материалам Исследовательского Института Электрической Энергии (EPRI) 2003 год. Калифорнийская Энергетическая Комиссия.

В свою очередь Ховард Хейден, Доктор Наук, почетный Профессор в университете Физики в Коннектикуте, в книге от 2005 года «Солнечная ловушка: почему солнечная энергетика не покорила мир» пишет:

«Скопление солнечных батарей на примере местечка Барстоу, Калифорния, под кодовым обозначением «Солнечная №2», занимает 52,6 гектаров (почти 130 акров) земель и производит около 10 мегаватт электричества на максимальном выходе при пиковых значениях. Производительность достигает лишь 16%. Для таких вот установок типа «Солнечная -2», чтобы произвести такое же количество энергии, как и типичной 1000 мегаватт электростанции на обычном топливе, за год потребуется покрыть солнечными модулями 33 000 (!) гектаров земли. Или иными словами, 127 квадратных миль площади! А это уже серьезный урон окружающей среде.

Число солнечных батарей на нашей планете непрерывно растет, однако ни о каком качественном прорыве в этой области пока говорить не приходится. Возможно, когда инженеры придумают, как уменьшить площади солнечных модулей и как наладить их само очистку, когда уберут из производственной цепочки некоторые летучие опасные соединения и газы, то дело и пойдет веселее. Но пока с экологической точки зрения солнечные электростанции все же не совсем безвредны для окружающей среды.

Михаил Берсенев, по материалам зарубежных сайтов, 28 апр. 14 г.

Истощение природных ресурсов и обострившиеся экологические проблемы — главные причины для развития возобновляемых источников энергии:

Источник